Tainan jest głównym węzłem kolejowym w południowym Tajwanie, położonym między Chiayi na północy a Kaohsiung na południu. Miasto obsługiwane jest przez dwa główne systemy kolejowe: Taiwan High Speed Rail na stacji THSR Tainan Station oraz Taiwan Railway przez stację Tainan Station w centrum miasta. To rozdzielenie sprawia, że Tainan jest ważny zarówno dla szybkich podróży między miastami, jak i dla regionalnych przejazdów wzdłuż południowego wybrzeża zachodniego.
Pociągi dużych prędkości korzystają ze stacji THSR Tainan Station w dzielnicy Guiren, z przesiadką kolejową na stację Shalun Station na linii Taiwan Railway Shalun Line. Pociągi konwencjonalne korzystają ze stacji Tainan Station dla ekspresowych, lokalnych i regionalnych połączeń Taiwan Railway wzdłuż Western Trunk Line. Podróżni korzystający z biletów kolejowych do Tainan powinni sprawdzić, czy ich odjazd odbywa się ze stacji dużych prędkości czy z centralnej stacji Taiwan Railway.
Trasy kolejowe z Tainan prowadzą na północ do Chiayi, Taichung, Hsinchu, Taoyuan i Taipei, a na południe do Kaohsiung i Zuoying. Regionalne usługi Taiwan Railway łączą również Tainan z mniejszymi stacjami w obszarze metropolitalnym Tainan i południowym Tajwanie. Zarezerwuj pociągi do i z Tainan online w Rail Monsters.