Тя́говая подста́нция — сооружение, в котором расположено оборудование, предназначенное для трансформации, преобразования и распределения электрической энергии, используемой на электрифицированных железных дорогах, трамвайных и троллейбусных линиях, в метрополитене. На тяговых подстанциях установлены понижающие трансформаторы, выпрямители (при питании контактной сети постоянным током), распределительные устройства, средства защиты и автоматики.
На магистральных железных дорогах общего пользования и путях промышленного транспорта, работающих на переменном токе промышленной частоты, тяговые подстанции выполняются в виде трансформаторных подстанций и служат для понижения напряжения трехфазного тока, получаемого от энергетических систем, до необходимого значения — 27, 5 кв на магистральных железных дорогах и 6-10 кв на путях промышленного транспорта. На электрифицированных участках, работающих на переменном токе пониженной частоты тяговые подстанции предназначены для понижения напряжения однофазного тока, получаемого от специальных электростанций, или преобразования трехфазного тока промышленной частоты, получаемого от энергетических систем, в однофазный ток пониженной частоты (преобразовательная подстанция). На линиях, работающих на постоянном токе, тяговые подстанции преобразуют трехфазный переменный ток в постоянный ток напряжением 275 в (подземная электровозная откатка), 600 и 825 в (городской и промышленный транспорт), 1650 в (промышленный транспорт), 3300 в (магистральные железные дороги).
Тяговые подстанции бывают без постоянного обслуживающего персонала — с автоматическим и телеуправлением (на магистральных железных дорогах, в метрополитене, на трамвайных и троллейбусных линиях) и с постоянным обслуживающим персоналом (на путях промышленного транспорта). По конструктивному выполнению различают тяговые подстанции открытого типа, в которых основное оборудование размещается на открытом воздухе, и закрытого типа — с основным оборудованием, находящимся в здании. Применяют также передвижные тяговые подстанции с оборудованием, обычно размещенным на железнодорожном подвижном составе, которые предназначены главным образом для резерва на случай выхода из строя стационарных тяговых подстанций.