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鉄道連絡船（てつどうれんらくせん、英語: Train ferryまたはrailway ferry）は、鉄道輸送において、本土・離島連絡など海洋、湖沼などの水面によって隔絶され鉄道軌道を設置することが困難である場合に、両端を連絡する目的で当該水面上に設けられた航路に就航する船である。当該航路自体をさすこともある。
広義には、鉄道会社ないしは、その関連会社が管理・運航するものを指し、狭義には、鉄道輸送と一体となって効率的な輸送を行うために、鉄道軌道を船内に設置した船舶（車載客船、車両渡船）を特に建造して鉄道車両を輸送するものをいう。世界的には、車両航送を行うものを指してtrain ferryと呼ぶことが多い。また日本では、旧国鉄が運航した航路全般を指すことが多い。過去の海難事故より、車載客船は、自動車用フェリー（カーフェリー）同様の安全装備、接客設備等が義務づけられる。
車載客船では、並行して自動車航送を行っている場合が多い。日本でも宮島連絡船が自動車航送を行っており、過去の青函連絡船、大島連絡船でも行っていた。
なお、アメリカ合衆国では、1950年代まで鉄道連絡船のことをカーフェリーと称していた。今日ではカーフェリーという言葉では日本と同じく自動車用のフェリーを指す。
歴史 (Monkland and Kirkintilloch Railway) がフォース・アンド・クライド運河 (Forth and Clyde Canal) で車両を搭載する船を運航した[1]。1836年4月にはアメリカで最初の鉄道連絡船、サスケハナ号（the Susquehanna）がメリーランド州のハバディグレイスとペリービル (Perryville) の間のサスケハナ川に就航した[1]。
最初の近代的な設計のフェリーであるリバイアサン号 (the Leviathan) は、1849年にトーマス・グレンジャー (Thomas Grainger) により、スコットランドのグラントン (Granton) とバーンティスランド (Burntisland) の間でフォース湾を横断するためにエジンバラ・パース・アンド・ダンディー鉄道 (Edinburgh, Perth and Dundee Railway) 向けに設計された。この連絡船は、鉄橋が建設されるまでの一時的な連絡手段として考えられていたが、トーマス・バウチ (Thomas Bouch) が設計したテイ橋の崩落事故の影響を受けて建設が遅れ、開通したのは1890年のことになった。バウチはまた、連絡船への積み込み機構の設計も行っている[1]。
車両航送車両を搭載している鉄道連絡船がミシガン州デトロイトの桟橋に接近している様子、1943年4月車両航送船の車両甲板の一例
（青函連絡船メモリアルシップ八甲田丸展示。なお、この写真に写っている車両の種別についてはテーマ展示目的のもので、現役当時を再現したものではない）
車両航送とは鉄道連絡船において航路を挟んだ鉄道同士の輸送を円滑に行うために鉄道車両ごと連絡船を使用して運搬する方法のことである。このためには、船体（甲板）に軌道を有した船を使用し、また岸壁では船に接岸する際に軌道を連絡させるように「角折れ」に対応した特殊な桟橋を使用するなど、高度な技術を持つ必要がある。ヨーロッパの例では、自動車航送を並行するために車両甲板を鉄道、自動車併用にしている例もある（日本では別途設置されていた）。
しかし、鉄道車両ごと乗客・貨物の移動が可能であることから、貨物については積み込み作業の効率化に繋がり、旅客の場合、列車と船の乗り換えや手荷物の移動などの手間が省ける。鉄道車両の航送を行う船舶のことを車両渡船と呼び、車両渡船のうち、旅客設備のあるものは客載車両渡船と呼ぶ。また、客載車両渡船のうち、車両航送よりも旅客輸送に重点をおいたものを車載客船と呼ぶ。
車両航送は、輸送する車両区別により貨車航送と客車航送とに区分される。
ヨーロッパでは客車航送が現在でも行われているが、日本では1948年12月 - 1955年5月11日までのごく短期間に行われたに過ぎない。当初は、1946年2月21日より運行を開始した連合軍専用列車「1101・1102列車」で開始され、一般の日本人が利用できるようになったのは1950年の急行列車「みちのく」からとされるが、1954年9月の青函連絡船の洞爺丸事故、1955年5月11日の宇高連絡船の紫雲丸事故により、相次いで廃止された。
