Railgun, atau lebih sederhananya, railgun, menggunakan medan magnet yang ditenagai oleh listrik untuk mempercepat proyektil. Meskipun ide dasar yang mendasari konstruksi rail gun sederhana, penembakan proyektil rail gun menghasilkan gaya tolak yang luar biasa. Hasilnya adalah
pistol rel harus diservis setelah hampir setiap tembakan, membuatnya kurang praktis daripada proyektil konvensional. Mereka juga membutuhkan catu daya yang sangat besar, mampu menyediakan satu juta atau lebih ampere arus, membuat pembuatan senjata rel portabel menjadi sulit.
Rel gun terdiri dari dua rel logam paralel yang ditambatkan dengan kuat, terhubung ke catu daya listrik. Sebuah proyektil yang mampu menghantarkan listrik ditempatkan di antara rel, menyelesaikan sirkuit. Menjadi bermuatan listrik, rel logam berperilaku sebagai elektromagnet, menciptakan medan magnet yang beredar di sekitar setiap rel. Satu bidang bergerak searah jarum jam di sekitar relnya, yang lain searah jarum jam, menciptakan medan magnet di antaranya yang menciptakan gaya total sejajar dengan rel, menjauh dari catu daya. Proyektil berperilaku seperti kawat bermuatan dalam medan listrik, mengalami gaya tegak lurus terhadap arah arus dan arah medan magnet. Ini disebut gaya Lorentz.
Ketika arus listrik sangat kuat, proyektil, mengalami gaya yang kuat, berakselerasi ke ujung pistol rel yang berlawanan dengan catu daya, dan keluar melalui lubang. Sirkuit, yang terputus, mengakhiri aliran arus listrik. Proyektil harus melakukan kontak fisik dengan rel selama akselerasi. Jika proyektil bergerak cukup cepat, gesekan saja dapat merusak serius atau bahkan menguapkan rel, tanpa bahan yang cukup kuat. Juga, jika rel tidak terpasang dengan aman ke permukaan yang stabil, rel dapat didorong terpisah oleh energi yang kuat di dalam rail gun.
Jutaan dolar telah dimasukkan ke dalam penelitian senjata rel oleh militer Amerika Serikat, dan banyak prototipe sukses telah dikembangkan, yang memiliki kecepatan moncong yang sangat tinggi, pada urutan 3.5 km/detik (2.17 mps), kira-kira 3 kali lebih cepat daripada senapan modern. Namun, desain ini membutuhkan catu daya yang besar, dan pemeliharaan tetap menjadi masalah. Angkatan Laut AS telah menyatakan minatnya pada senjata rel karena amunisi non-eksplosif mereka, tetapi mereka belum digunakan secara umum. Salah satu solusi yang diusulkan untuk masalah keausan senjata rel adalah gagasan untuk menggunakan proyektil yang sangat kecil yang dipercepat pada kecepatan yang sangat tinggi, desain yang kadang-kadang disebut sebagai needlegun.
Senjata rel juga telah dibahas dalam konteks aplikasi damai seperti perjalanan ruang angkasa. Rel gun yang sangat panjang, atau mass driver, dapat digunakan untuk mempercepat muatan untuk menghindari kecepatan dengan biaya yang jauh lebih murah daripada roket kimia. Salah satu kelemahannya adalah investasi awal yang tinggi yang diperlukan untuk membangun penggerak massal seperti itu. Untuk membuat penggerak massal yang mempercepat proyektil untuk melepaskan diri dari kecepatan pada tingkat yang dapat diterima oleh penumpang manusia (~2 gs), akan membutuhkan barel dengan panjang ~50 km (30 mil). Aplikasi potensial lain dari senjata rel mungkin di arena fusi nuklir, di mana tekanan dan suhu yang sangat besar diperlukan untuk menyatukan inti atom.