自転車をたたまずに持ち込むことが可能な列車のこと。ほとんどの鉄道で、自転車の車両への持ち込みについては、分解するか折りたたむかして専用の袋に入れなくてはならないとしているが、サイクルトレインではそのままの形で自転車と一緒に乗車できる。利用者数の減少に悩む地方鉄道を中心に広がっており、イベントとして一定期間内にだけ行うものと、毎日行うものとがある。イベントとしては、「秩父サイクルトレイン」などがあり、西武鉄道と埼玉県秩父市、秩父サイクルトレイン実行委員会の三者が主催して2007年からすでに3回、西武池袋線の池袋－西武秩父間で、自転車をたたまずに乗車できる臨時列車を運行させている。一方、毎日行われている鉄道としては、三岐鉄道（三重県）、上信電鉄（群馬県）、近江鉄道（滋賀県）などがあり、サイクリング客のほか、買い物などに出かける住民の足となっている。料金は無料のものと、数百円程度の持ち込み料が必要なものがある。全国的に広がっているが、毎日実施することについては、階段や段差の多い駅構内や車両内での安全を考えて、二の足を踏む鉄道会社が多い。