鉄道連絡船（てつどうれんらくせん）とは、鉄道輸送において、本土・離島連絡など海洋、湖沼などの水面によって隔絶され鉄道軌道を設置することが困難である場合に、両端を連絡する目的で当該水面上に設けられた航路に就航する船である。当該航路自体をさすこともある。

広義には、鉄道会社ないしは、その関連会社が管理・運航するものを指し、狭義には、鉄道輸送と一体となって効率的な輸送を行うために、鉄道軌道を船内に設置した船舶（車載客船、車両渡船）を特に建造して鉄道車両を輸送するものをいう。世界的には、車両航送を行うものを指してtrain ferryと呼ぶことが多い。また日本では、旧国鉄が運航した航路全般を指すことが多い。過去の海難事故より、車載客船は、自動車用フェリー（カーフェリー）同様の安全装備、接客設備等が義務づけられる。

車載客船では、並行して自動車航送を行っている場合が多い。日本でも宮島連絡船が自動車航送を行っており、過去の青函連絡船、大島連絡船でも行っていた。

なお、アメリカ合衆国では、1950年代まで鉄道連絡船のことをカーフェリーと称していた。今日ではカーフェリーという言葉では日本と同じく自動車用のフェリーを指す。