日本国有鉄道は、国営事業として運輸省鉄道総局が行っていた日本の国有鉄道事業を行政官庁から引き継ぎ、国有鉄道を独立採算制で経営することを目的に1949年6月1日に発足した国の公共企業体である。分割民営化直前の1987年3月31日時点で新幹線と在来線併せて総延長19,639kmの鉄道路線を持ち、30局の鉄道管理局と総局で運営した。このほか鉄道に関連する船舶事業（航路延長132km）、自動車（バス）事業（路線延長11,739km）などを行っていた。

最高責任者である「総裁」は内閣が任命し、任期は4年。次席の「副総裁」は運輸大臣の認可を受けて総裁が任命し、任期は4年。さらに技術面で総裁を補佐する「技師長」が置かれた。このほかの役員として任期3年の理事（11人以上17人以下）を置き、このうち国鉄在職の理事を「常務理事」と呼んだ。一般企業の役員会に相当する「理事会」で国鉄内部の重要事項を決めた。

本社は東京都千代田区丸の内一丁目に置かれた。旧館は旧鉄道省ビルで、日本国有鉄道分離直後の運輸省も一時間借りしていた。分割民営化以降は1997年まで東日本旅客鉄道株式会社の本社として使用された。

資本金は約89億円。このうち49億円は公共企業体移行時に国有鉄道継承資産総額から国有鉄道事業特別会計の負債を差し引いた残額で、40億円は政府が対日援助見返り資金から出資したものだった。公共企業体化後は政府から追加出資が行われなかったため、設備投資は日本国有鉄道の自己資金と借入金でまかなった。

職員数は1980年代までおおむね40万人台で推移したが、合理化により大幅に削減され民営化直前の1986年には27万7000人にまで減少。このうち20万1000人がJRグループの各新会社に移行した。