原子力機関車（げんしりょくきかんしゃ）は、車載の原子炉を動力源とし、客車や貨車を牽引する鉄道車両のこと。
1950年代に発電所に次いで、船舶等で原子力の利用の研究が進められる中で、並行して各国で研究が進められてきたが、いずれも経済面、安全面の観点からボツになった。2024年現在SDGsや脱炭素社会が叫ばれている中での見直し研究をする動きは一切ない。