Kioto leży na najruchliwszej w Japonii wschód-zachód osi kolejowej, między korytarzem Tokio–Nagoja a regionem Osaka–Kobe. Miasto ma jeden dominujący dworcowy węzeł dalekobieżny, Kyoto Station, wspierany przez kilka stacji regionalnych, w tym Yamashina, Nijo i Saga-Arashiyama. JR Central obsługuje Tokaido Shinkansen w Kioto, a JR West i Kintetsu Railway obsługują wiele połączeń regionalnych i między miastami.
Pociągi z Kioto obejmują szybkie połączenia Tokaido Shinkansen, pociągi JR West limited express i lokalne, usługi Kintetsu w kierunku Nary i centralnego Kansai oraz JR West Haruka airport limited express na lotnisko Kansai International Airport. Kyoto Station jest główną stacją kolejową dla pociągów dużych prędkości, połączeń lotniskowych i większości biletów kolejowych dalekobieżnych.
Trasy kolejowe z Kioto biegną na wschód do Nagoi i Tokio, na zachód do Shin-Osaka, Kobe, Hiroszimy i Hakaty, na południe do Nary oraz przez Kansai do Osaki i Kansai Airport. Regionalne pociągi JR West łączą też Kioto z prefekturą Shiga, jeziorem Biwa i kierunkiem Sanin. Zarezerwuj pociągi z i do Kioto online w Rail Monsters.