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JR四国は、高松と松山、高知、徳島の都市間を結ぶ各線と岡山を結ぶ瀬戸大橋線をメインルートとする。電化区間は予讃線の高松～松山～伊予市と瀬戸大橋線、土讃線の多度津～琴平。複線区間は予讃線の高松～多度津と瀬戸大橋線の一部のみである。
国鉄時代、比較的早期に無煙化（蒸気機関車からディーゼル車輌へ置換）し、自動信号化が推進されたが、その後は設備や施設の改善が後回しにされ、国鉄末期まで四国島内の国鉄線に電化区間が存在しなかった。2006年現在でも、香川県と愛媛県を結ぶ予讃線などの一部など、積極的に電化・高速化促進した区間を除いて、島内のほとんどのJR線は未だ電化されていない。
また、電化区間の一部のトンネルでは車幅制限のため、本州規格の車両が使えず、本州線との直通運転に不都合が生じていたり、単線区間が多いにもかかわらず、過度の輸送量増加によって生じたダイヤの過密傾向の弊害で、多くの待避線に常に交換や優等待ちの列車を待避させており、これ以上のダイヤの過密化に拍車を掛ける高速化は好ましくないなど、解決しなければ成らない難問が山積していた。
民営化後、各都市間の路線は順次高速化されたが、山がちな地形による線形の悪さと、単線のために増発ができないことなどから、年々整備の進む高速道路網を利用した高速バスに対抗できなくなりつつある。また、もともと海運が盛んな上に、鉄道の本四連絡が1経路であるのに対し、道路は3経路あり、観光ルートが分散されたこともあり、各交通機関との競争は非常に激しい。
抜本的な高速化として四国新幹線計画があるが、橋などの鉄道施設面での整備の目途が立たなかったり、並行在来線問題などから、実現の見通しがたっていない。なお、2006年以降は、新幹線計画に替わってフリーゲージトレイン計画が推進されている。
私鉄各線は県都の近郊輸送を担っている。
- JR四国の路線名において、令制国名が使われていない県は徳島県だけである。予讃線、土讃線や予土線があっても、「阿讃線」や「阿予線」という路線名は存在しない。徳島～高松間鉄道の名称は「高徳線」である。
- 室戸岬方面へ向かう路線として、第三セクターが運営する阿佐海岸鉄道阿佐東線と土佐くろしお鉄道阿佐線（ごめん・なはり線）が敷設されているが、両線は繋がっていない。
- 私鉄・第三セクター線
- 未成線（計画中もしくは過去に計画のあった路線）
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