全国規模で貨物列車の運行を行っているため、貨物輸送用の機関車・貨車・電車を主に所有する。

電気機関車は、全国に直流・交流電化路線が混在するため、それに対応した直流電化路線専用・交流電化路線専用・交直流電化両用を所有している。北海道を中心とした非電化路線の多い地区ではディーゼル機関車を有する。また国鉄から継承された車両を中心に老朽化が進んでいるため、更新（リニューアル）工事と並行して、独自設計の新車への置き換えも進められている。

貨車は、コンテナ積載用を中心に汎用的な有蓋車、長物積載用などを所有する。近年は高速 (110km/h) 運転対応貨車や、ISO規格コンテナ（海上輸送用コンテナ＝俗称「海コン」）積載対応貨車の製造が進み、汎用有蓋車などは数を減らしている。

電車では、世界的にも珍しい動力分散方式の貨車であるM250系が在籍している。

車両ではないが、鉄道用コンテナの多くはJR貨物が所有している（JR貨物のコンテナ形式参照）。