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自动列车操作系统（英语：Automatic Train Operation，缩写：ATO）是一种铁路自动运行装置，它能自动根据讯号系统调节列车速度，为现时各种铁路讯号系统中最晚出现的装置。ATO最早在伦敦地铁维多利亚线（Victoria Line）正式使用，1962年开始于日本东京营团地铁日比谷线试验。

概要

ATO装置主要让列车收到指令后便自动开车，沿途根据讯号系统的指示来行车，到达停车站时自动停车。ATO装置可以根据自动列车控制装置（ATC）或自动列车保障装置（ATP）等讯号系统所提供的讯号自动加减速，使用ATO装置可以令列车减少加减速的时间和长度，从而增加列车的班次。

ATO装置可以减少司机的工作量及训练时间，某程度上可以减少人为的失误，不过ATO装置有时因制动系统的气压偏差或路轨湿滑而导致列车车轮出现滑行（日文俗称：空転），令列车不能准确地停车，需要司机用人手模式修正停车位置。

日本最初于1960年试验ATO系统，试验路线是名古屋市营地下铁东山线（名古屋－荣町 间），随后试验的是帝都高速度交通营团日比谷线，但试验完毕后并没有正式使用ATO系统。实际上，日本国内最初正式使用ATO系统的路线，是1976年时的札幌市营地下铁东西线。

日本对ATO的使用其实并不普遍，一般认为其不及人手可靠，而前身为国有铁道的JR各线至今完全不导入ATO装置。2019年1月，JR东日本开始在山手线以E235系电联车测试列车自动运行，做为未来正式导入前的参考。其他使用ATO的铁道公司，为避免司机在紧急情况下，因缺乏驾驶经验令驾驶技术不足，所以不会全日使用ATO装置，会有部分时间由司机作人手驾驶，以保持司机的驾驶技术。在台湾的[[台北捷运]]也有类似规定。

在香港，地铁公司（与九铁合并后称港铁）于1979年第一期通车时，已开始使用ATO系统，随后地铁各线通车，亦全部使用ATO系统。九广铁路（已合并到港铁）的九广东铁（现称东铁线）于2003年开始使用ATO系统，2003年12月20日通车的九广西铁（现称西铁线）和2004年12月21日通车的马鞍山铁路（现称马鞍山线），亦使用ATO系统。港铁迪士尼线更使用无人ATO，备用系统为车站遥控方式。

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