Đường ray hay đường rầy là thành phần cơ bản trong giao thông đường sắt. Đường ray cùng với bộ phận chuyển ray (bẻ ghi) dẫn hướng cho tàu hoả hay xe điện di chuyển mà không cần lái. Tuyến đường ray gồm 2 ray song song với nhau đặt trên các thanh ngang gọi là tà vẹt, tà vẹt được đặt trên lớp đá dăm gọi là đá ba lát. Liên kết giữa các thanh ray và thanh nối tà vẹt là đinh ray, đinh ốc hoặc kẹp. Loại liên kết phụ thuộc một phần vào loại vật liệu tà vẹt, các loại đinh được dùng khi tà vẹt bằng gỗ, còn nếu tà vẹt bằng bê tông thì phần lớn dùng kẹp ray hoặc dùng liên kết bằng bu lông.Với loại tà vẹt bằng gỗ, người ta thường đặt bản đệm giữa thanh ray và tà vẹt tăng diện tích truyền áp lực của thanh ray xuống tà vẹt (để làm giảm ứng suất). Hoặc người ta bắt đinh thẳng từ thanh ray xuống xuyên qua lỗ trên bản đệm, hoặc người ta bắt đinh liên kết bản đệm với thanh tà vẹt, còn thanh ray bắt vào bản đệm bằng kẹp.Có nhiều loại đường ray (gỗ, sắt, thép) qua các thời kỳ phát triển, trong đó đường ray thép chịu được tải trọng lớn nhất và hiện nay người ta hầu như chỉ sử dụng loại ray thép (do đó phương thức vận tải này được gọi là đường sắt). Các thanh tà vẹt có chức năng phân bố áp lực xuống lớp đá ba lát, rồi từ đá ba lát truyền xuống nền đất, ngoài ra nhiệm vụ của thanh tà vẹt còn là giữ khoảng cách cố định giữa 2 thanh ray, khoảng cách này gọi là khổ đường sắt, hay khổ đường ray. Lớp đá ba lát là đá dăm thô (đá xay, đá vụn) có tính chất vừa cứng vừa đàn hồi (khó vỡ), lớp đá ba lát còn có chức năng tiêu thoát nước. Ngoài ra thanh ray còn có thể đặt trực tiếp lên tấm bê tông. Trên đoạn đường chạy qua cầu, thanh tà vẹt hay được gắn trực tiếp lên dầm dọc gỗ, bêtông cốt thép hoặc thép.