En kulturarvsjärnväg är en järnvägslinje som upprätthålls i historiskt intresse snarare än för transport av kommersiella passagerare och gods. Sådana järnvägar är ibland kända som turist- eller bevarade järnvägar, och förutom att vara uppskattade turistattraktioner är de också levande exempel på järnvägarnas historia, och därför är de av stort intresse för vissa människor. Många regioner har en eller två historiska järnvägar, tack vare den en gång så rikliga utbredningen av järnvägar över hela världen, och biljetter är vanligtvis lätt tillgängliga för dem som önskar dem.
Järnvägslinjer och stationer övergavs i massor på 20-talet när operatörerna började vända sig till lastbilstransporter och andra transportsätt. Särskilt i små samhällen på landsbygden blir det ekonomiskt omöjligt att driva en järnvägslinje, vilket leder till att många företag lägger ner stora spåravsnitt samtidigt som de pensionerar äldre järnvägsvagnar som ånglok och gamla personvagnar.
På 1950-talet började bevarandeorganisationer inse att förlusten av traditionella järnvägar och utrustning kunde vara en stor tragedi, så de började erbjuda sig att köpa ut övergivna stationer och spår. Många järnvägsföretag var glada över att lossa oönskad egendom och utrustning, och några var också intresserade av den historiska bevarandeaspekten. Många järnvägsanställda var ledsna över att se bortfallet av traditionella ångmaskiner, till exempel, och de var glada över att se sådana motorer bevaras och tas i bruk på historiska järnvägar.
I många fall ägs en arvsjärnväg av en entusiast eller bevarandeorganisation, som kan tvingas ta höga priser för biljetter för att underhålla järnvägen. Trots att tågresorna vanligtvis är korta, slits spåren och järnvägsutrustningen fortfarande mycket, vilket orsakar höga underhållskostnader. Arvsjärnvägar underhålls också av vinstdrivande företag, av vilka många har köpt upp flera gamla järnvägsplatser för att göra satsningen mer lönsam.
En resa på en historisk järnväg är vanligtvis bara några timmar lång, och den kan sluta i en sporre eller återvändsgränd, även om vissa historiska järnvägar erbjuder transport mellan olika städer eller andra intressanta platser. Längs vägen kan passagerare njuta av intressanta landskap och uppskatta hur det kan ha varit att åka historiska tåg under sin storhetstid. Vissa historiska järnvägspersonal klär ut sig i tidstypiska kostymer och restaurerar noggrant sina tåg för att erbjuda historiskt korrekta bekvämligheter och dekorationer, vilket skapar en komplett upplevelse för sina gäster.