마드리드 아토차 기차역은 스페인의 주요 철도 허브로, 주로 다양한 목적지로 고속 AVE 기차를 서비스합니다. 이 고속 기차들은 마드리드를 바르셀로나, 세비야, 발렌시아, 말라가와 같은 도시와 연결하며, 시속 310km까지 운행합니다. AVE 기차는 경제석인 투리스타, 비즈니스석인 프리퍼렌탈, 특실인 클럽 등 다양한 클래스가 제공됩니다. 또한, Cercanías 마드리드의 통근 기차가 알칼라 데 에나레스 및 엘 에스코리알과 같은 인근 지역으로 기차역과 연결되어, 일상 통근자들에게 일반 및 급행 서비스를 제공합니다.