在铁路货运中，有一个重要的环节。在一列货车出发前，要进行编组，把去同一个方向或同一目的地的火车编在一列。这个听起来容易，实际操作起来并不简单。火车在进行编组的场所叫编组站（场）（switch yard or marshalling yard）。
当一列货车（lead or drill train）进入编组站，首先这列火车要进行解体。把要留下来的货车，送入货场卸货。把要去其它地方的货物送到不同的货车组，每一货车组占一条线称为调车线。把有问题的货车辆，送到维修站。其次，把编组场当地货场已装载待发的货车辆，送入不同货车编列组。在欧洲与中国，调车场通常用20-40条调车线。在美国，调车场通常有40甚至72条调车线。
编组站最基本的设备主要有调车机车（Switcher Or Shunter Locomotive) ,道岔和轨道转换器（ladder)。
对于较小的编组场，用调车机车来回穿梭，推送货车到各调车线上。
对于较大的编组场，调车机车把要解散的货车推到一个小坡上，称为驼峰（Hump)，用重力把要编组的车辆自行下滑到不同的调车线上，称为溜放（bowl）。一般溜放速度，在5公里/小时左右，并且受调车场速度控制设备或现场的制动员人工放置铁鞋（skate）或手闸来控制，既不能太慢被后续溜放的车组追上（保持适当的间隔使得调车场头部的道岔能及时动作），也不能太快与调车线上的已停车辆猛烈撞击。
一般每6-10条调车线形成一束（ballon or fans），接一条从驼峰下来的溜放线（bowl）。编组场大小不同，4-8束的调车线很常见。效率高的驼峰编组场，有的一天能有几千辆货车通过编组。
美国内布拉斯加州的贝里（Bailey）编组站， 战地11.5 平方公里，长13公里宽3.2公里。 共有200 线路，总长507公里，平均每天接发139列货车， 处理14,000辆货车。1867年，这个编组站就开始运作，最开始的编组站只有20编组线，没有驼峰。二次世界大战后，1948年修建了第一个驼峰，编组线扩建到42条，1986年增加第二个驼峰，64条编组线。1995年，第一个驼峰翻新，编组线扩建到50条。1995年 被世界吉尼斯记录列为世界最大的编组站。
虽然编组站面积和站内铁路不及美国的贝里（Beiley）编组站。中国郑州北站目前是世界作业量最大的列车编组站。该站建于1968年，南北长6000余米、东西宽800余米，占地5.3平方公里，编组场内各种线路228条，线路总延长454公里。郑州北站平均每天接发车500列左右，日均办理车数达2.6万辆以上。自2002年10月初起，郑州北站单日办理车辆突破3万辆。这几乎是贝里（Beiley）编组站的一倍。
在驼峰编组站应用以前，重力坡编组站首先应用。跟驼峰编组站比较，整个重力坡编组站都建在一个连续下降的坡上。这样可以节省调车机车的工作，靠车辆重力编组流放编组，问题这种方式需大量的人工操作，滑动中的车辆停止（大风，寒冬车辆润滑凝滞），当车辆未到位停止时，人工作业非常困难，调车机车的使用不可避免。其次重力坡编组站的施工量比驼峰编组站大。正是由于这些原因重力坡编组站没有广泛地应用起来。只有在英国和德国编组站应用重力坡较多，而且这些编组站后来也增加了驼峰。
当一辆货车从驼峰流放下来，根据其重量，车轴数，载重，调车线的位置和在线上已停留车辆的多少，以及天气状况，溜放速度需要控制。早年欧洲主要是靠人工放置铁鞋（skate），美国靠随车个人手动刹车。近代的速度调节器（retarders）使用轨道刹车机械系统。该系统通过挤压车轮两侧增加车轮和轨道制动片的摩擦，从而达到减速的目的。这种系统有液压和气动两种工作方式。
另一种减速器通过车轮挤压钢轨边上的机械缓冲阀，当车辆通过系列的缓冲阀，速度下降，这种方式简单，不需电控系统。速度下降多少与挤压的缓冲器的多少有关。
在编组站有无数个道岔（Forg），每个道岔由转辙器、岔心、两根护轨和岔枕组成，由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆轮缘依开通方向驶入预定进路。
单开道岔（single turnout）由转辙器、辙岔、护轨及连接部分和岔枕组成。转辙器是用来引导机车车辆由正线转向侧线或由侧线转向正线的转向控制设备；辙岔及护轨是使机车车辆的车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的过渡设备。叉心两工作边的交角，称之为辙叉角，辙叉角的余切值称之为辙叉号。连接部分的作用是连接转辙器和辙岔，他有直股和曲股两部分，直股和普通直线线路一样，曲股一般为圆曲线，也叫导曲线。
对称道岔／双开道岔（equilateral turnout）的组成和单开道岔基本相同，也是通向两个方向的道岔；其与单开道岔的区别在于，双开道岔的前进方向是一左一右，成“人”字形，而单开道岔的前进方向为一直一侧，成“卜”字形。
三开道岔（three-way turnout）是从一个方向的道岔可以通往三个方向去的道岔，主要是由直线钢轨、两股曲线钢轨、两对尖轨、三副辙叉组成，中间辙叉的心轨理论尖端在中线上。通常在编组站、货场、机务段内铺设。
分为单式交分道岔（single slip switch ）和复式交分道岔（double slip switch）两种。用于不止一条线的相互交叉。
转辙器由一对尖轨、一对基本轨、转辙装置及一些连接零件所组成。转辙装置也称扳道器，由闸座及道岔表示器、拉杆、拐杆等组成，以来操作尖轨的左右摆动以及改变道岔的开通方向。辙岔设置于道岔侧线钢轨与主线钢轨的相交处，护轨设于辙岔的两侧。辙岔由翼轨和叉心组成，翼轨是叉心旁边两根弯折的钢轨，是车轮进出叉心的过渡装置。
早期转辙器由人工操作，现代的转折器基本上是电控装置。
调车机车（switcher or shunter）是编组站的重要设备之一。在内燃机车一章中，已经提及过早期的内燃调车机车。在此之前蒸汽调车机车已开始应用。调车机车在铁路运输中有非常重要的地位。目前美国约有2万辆内燃机车，其中调车机车5000台。虽然调车机车没有干线机车的大功率，看起来不壮观，但没有调车机车，整个铁路无法有效运转。
在编组站周围总会有机车服务部门负责机车的维护，检修。铁路术语：机务段。早期的机务段是个半圆形，称为圆形车库（Roundhouse）。机车从车库出进通过一个换向圆盘。随着蒸汽机车的退役，这种机车换向设备也成为历史。
美国有一半的驼峰编组站在过去的25年中关闭。1957年有152个传统的编组站在作业，到了1985年，编组站下降到122个，到1993年，持续减少到72个，到2002年, 仅剩下 59 个驼峰编组站还在作业。1990年美国货运量1万亿吨-英里，到了2015年，货运量增长到1.8万亿吨-英里。同一时期，美国的铁路长度却从12.5万公里下降到不到10万公里。这数据说明美国铁路运输方式改变了，编组站的功能正在改变。美国货运方式有何变化， 请看下一章货运运输。
