Таоюань розташований на західному залізничному коридорі Тайваню між Тайбеєм, Сіньчжу, Тайчжуном, Тайнанем і Гаосюном. У місті є два головні міжміські залізничні вузли: станція Таоюань HSR на лінії Taiwan High Speed Rail та станція Таоюань TRA в мережі звичайних залізниць Taiwan Railways. Таке розділення дає Таоюаню і швидкісний доступ по всьому західному Тайваню, і місцеве залізничне сполучення з навколишніми містами.
Сервіси з Таоюаня включають поїзди Taiwan High Speed Rail на станції Таоюань HSR, міжміські та місцеві поїзди TRA на станції Таоюань TRA, а також залізничне сполучення з аеропортом між Міжнародним аеропортом Таоюань, станцією Таоюань HSR і Тайбеєм. Пасажирам слід перевіряти точну станцію під час купівлі квитків на поїзд до Таоюаня, оскільки станції HSR і TRA розташовані в різних частинах міста.
Залізничні маршрути з Таоюаня прямують на північ до Тайбея та Нангана, на південь уздовж швидкісного коридору до Сіньчжу, Тайчжуна, Тайнаня та Цзоїна, а також локально через станції TRA до Чжунлі, Баньцяо та Сіньчжу. Забронюйте поїзди з Таоюаня та до Таоюаня онлайн на Rail Monsters.