Протяженность сети железных дорог, проходящих по Тамбовской области составляет 736,7 км. Густота железнодорожных путей на 10 тыс. кв. км по Тамбовской области составляет 215 км. По территории области проходят железнодорожные магистрали республиканского значения:
на Мичуринском направлении Юго-Восточной железной дороги: Москва – Саратов – Алма-Ата;
на Моршанском направлении Куйбышевской железной дороги: Москва – Ташкент;
а также ряд дорог, имеющих региональное значение: Тамбов – Новороссийск; Астрахань – Мурманск; Астрахань – Москва; Саратов – Санкт-Петербург; Москва – Пенза.
Кроме этого, в области имеется местная линия (двухпутная IV категория) Тамбов – Инжавино – Кирсанов – Умет с тепловозной тягой.
Основные железнодорожные пути в области в дальнем сообщении обслуживает Юго-Восточная железная дорога – филиал открытого акционерного общества «Российские железные дороги».
Транспортное обслуживание населения железнодорожным транспортом общего пользования в пригородном сообщении на территории Тамбовской области, осуществляет АО «Пригородная пассажирская компания «Черноземье». Региональный заказ Тамбовской области на 2015 год включает в себя объем работы в размере 2 534,5 тыс. вагоно-километров или 60 поездов. Ожидаемый пассажиропоток в 2015 году составит около 1,7 млн. пассажиров.
Юго-Восточная железная дорога занимает центральное положение по сети железных дорог и связывает восточные районы и Урал с Центром, а также районы Севера, Северо-Запада и Центра с Северным Кавказом, Украиной и государствами Закавказья.
Дорога граничит девятнадцатью стыками с соседними дорогами: Московской, Куйбышевской, Приволжской, Северо-Кавказской ж.д., дорогами Украины.
Основная железнодорожная магистраль проходит в западной части через город Мичуринск. На территории Тамбовской области действует Мичуринское отделение ЮВЖД (контактная информация: тел. (47545) 7-33-71, факс: (47545) 7-33-71; адрес 393740, Россия, г. Мичуринск, Тамбовская область, ул. Красная, д. 77).
Часть железной дороги на севере области (Моршанское направление) относится к зоне Куйбышевской железной дороги (Пензенское отделение).
По данным за 2014 год в Тамбовской области на долю железнодорожного транспорта приходилось 53,3% общего объема перевезенных грузов и 94,4% общего объема грузооборота.
Основными грузами являются нефтепродукты, зерно и продукты перемола, лом черных металлов.
В 2014 году совместно с организациями железнодорожного транспорта проводились мероприятия, направленные на обеспечение перевозок пассажиров в пригородном железнодорожном сообщении по территории Тамбовской области, а также модернизация пассажирской инфраструктуры.
Совместно с ОАО «РЖД» выполнены работы по модернизации пассажирской инфраструктуры и обустройству прилегающей территории железнодорожной станции Никифоровка на условиях софинансирования. Протяжённость путей станции увеличилась на 3,54 км, что позволяет формировать поезда повышенной длины (до 71 вагона), вновь уложены 5-й приёмо-отправочный путь и 11 стрелочных переводов, смонтирован новый пульт-манипулятор в помещении дежурного по станции. Капитально отремонтировано здание вокзала, благоустроена прилегающая территория. Для удобства пассажиров выполнен капитальный ремонт береговой платформы вдоль 4-го пути, общая длина которой составила 230 м. Также отремонтирована пассажирская платформа между 1-м и 3-м путями. Установлено 57 опор наружного освещения станции.
Совместно с ОАО «РЖД» в 2014 году начаты работы по модернизации пассажирской инфраструктуры и обустройству прилегающей территории железнодорожной станции Мичуринск-Воронежский при участии администрации города Мичуринска. В 2015 году работы планируется завершить. Запланировано проведение работ по модернизации пассажирской инфраструктуры, а также по благоустройству прилегающей к зданию вокзала территории.
На 2015 год запланировано проведение работ по модернизации пассажирской инфраструктуры на станции Мичуринск-Воронежский, а также благоустройство прилегающей к зданию вокзала территории (с участием администрации г. Мичуринска).
В процессе реализации находится инвестиционный проект по реставрации и приспособлению для современного использования железнодорожного вокзала станции Кирсанов – памятника истории и архитектуры. Начаты первоочередные работы по укреплению фундамента вокзала. Всего на реставрацию объекта запланировано более 91 млн. руб. за счет собственных средств ОАО «РЖД».