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交通立体化是改善交通运输的方案之一，包括公路与铁路，但一般多指为了解决铁路线路分割市区带来交通瓶颈的问题，将原有铁路的市区段从地面改为架空或改建于地下的工程，或者新建铁路线路时在市区段就直接架空或建于地下的工程。此处的铁路大多是指服务于中长程客流的城际铁路或通勤铁路，而不是城市轨道交通系统中的地铁或捷运。

铁路

铁路在与道路交会时，需设置平交道以控制两方之行车，但平交道在人口密集区容易导致交通堵塞、并且容易遭人闯越导致发生事故，因而有铁路立体化的出现。一般分为地下化（挖设地下隧道）与高架化（架设高架桥为主，或兴筑路堤）两种形式。

铁路地下化

优点

• 土地利用效率高：由于一般大都市的市区地价高，将铁路建于地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途，在拥挤的都市可能会比高架化更有经济效应，例如麦迪逊广场花园。

• 减少地面噪音：铁路建于地底，可以减少地面的噪音，例如小田原线。

• 不会受到强风及酷寒影响，例如兰新铁路部分路段。

• 减少因为铁路与一般道路交错而造成的交通阻塞，以及在平交道发生事故的伤亡。

缺点

• 建造成本较高：由于要钻挖地底，铁路建造工程的经费及更新站体设施的扩充拓宽难度大于高架铁路，只有一些特殊状况会例外。

• 维修成本较高：由于土壤含有湿度，会导致隧道内湿度增加，让铁轨寿命大量减少。

• 行驶速度限制：如果行车速度过快，加之隧道内通风不良，会因为活塞效应造成隧道内气压改变，可能导致隧道入口和隧道内噪音变大，以及乘客的耳朵产生不适，甚至损坏隧道内设施。

• 城市风景消灭：由于铁路在进入城市时已钻入地下，使得铁路从都市景观中抹去，也从市民的共同记忆中淡出。

• 扩充困难：由于铁路已钻入地下，若需增加铁路数量以扩充路线容量时，隧道拓宽较高架桥拓宽难度高出许多。

• 都市环境不一定会更好：在台湾地下化后地面通常都是铺路和种树。虽然有种树，但仍然比不上汽车所造成的污染。

• 地皮使用率并非想像中的高：由于地面下已有隧道，无法在地皮上做大规模开发，顶多只能盖高架桥，而种树也很难种活。

• 身体健康遭威胁：列车行驶中与隧道产生的高分贝声音，听久了耳膜会受损；且在行驶中与铁轨的摩擦会产生一些有毒物质，吸久了容易生病。

• 改建拆迁量大：由于改建时必须维持现有轨道营运，无法直接于轨道下方直接开挖，采用明挖覆盖法，故临时轨设置为必需，且与永久轨施工区必须要有足够的净空以确保行车安全避免塌陷。

• 人为灾难及恐怖行动处理及预防不易：若遭受炸弹、火灾、爆炸、毒气及挟持事件等，无法迅速处理。

• 活化及更新不易：废弃地下铁路，空间运用困难。

• 城市本来就需要公园绿地，平面及高架铁路所需的隔离绿带就是城市需要的公园、并不会造成土地浪费，若都市规划得当（保留足够隔音空间），不需使用地下化来避免噪音问题。

• 地下隧道事故时疏散困难，如发生火警，浓烟较难散去，间接做成伤亡。

• 铁路在地面视线范围外，公众心理上感到遥远，降低乘搭的意欲。

• 对多数天灾抵抗力弱，容易因为水灾、地震、土壤液化导致结构破坏，且比高架或平面路段不容易灾后重建，故排水系统及梁柱结构有较高的需求，特别是软质泥沙沉积以及地震频繁的台北盆地及东京湾区。

• • 2001年纳莉台风期间，台北车站及附近地下化铁路一度沦为水乡泽国。

• • 2017年台风莫柏吹袭期间，深圳车公庙站出现大面积积水，1号线、7号线、9号线及11号线更因此而不停此站。
• 酷寒及强风是例外，地下化有最佳抵抗力。

通风不良，需要广设通风井，除了能抽换新鲜空气外也可在火灾时排烟。

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