Kayseri'de bulunan demiryolu istasyonu 1927 yılından beri hizmet vermektedir. İl’de demir yolları hattı toplam uzunluğu 196 km'dir. Demiryolları toplam uzunluğu karayolları ile kıyaslandığında oldukça düşük seviyede kalmaktadır. Türkiye genelinde demiryolu ağı açısından en büyük ulaşılabilirlik endeksine sahip noktalar Afyon, Adana, Eskişehir, Kayseri, Manisa ve Ankara’dır. Ayrıca Kayseri şehir merkezi itibariyle de demiryolu ağına sahip bir ildir. 

İstanbul ile Ankara'nın, Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ndeki illerle bağlantısı Kayseri üzerinden gerçekleşmektedir. Afyonkarahisar-Konya-Karaman ile güneyde Mersin-Adana'dan gelen demiryolu hatları, il merkezinin kuzeybatısındaki Boğazköprü istasyonunda Ankara hattına bağlanmaktadır.

Kayseri istasyonu demiryolu trafiği bakımından yoğunluğu en  fazla  olan yerlerden biridir. İstanbul'daki Haydarpaşa garından kalkarak Ankara-Erzurum-Kars arasında karşılıklı olarak her gün çalışan Doğu Ekspresi ve Ankara'dan kalkarak Erzurum-Kars arasında her gün karşılıklı olarak sefer yapan Erzurum Ekspresi Kayseri'den geçer. Ayrıca Kayseri, haftanın her günü Ankara-Diyarbakır arasında sefer yapan 4 Eylül Mavi ile Ankara-Adana arasında sefer yapan Çukurova Ekspresinin durak noktasıdır.

Demiryolu nakliyatı da Kayseri için önemli sevkiyat alternatiflerinden biridir. Kayseri'ye gelen malzemeler, dokuma bez, basma, iplik, buğday, un, çimento, maden direği, tank, askeri malzeme, krom, kömür, çubuk demir, suni elyaf ve petrol ürünleridir. Kayseri’den giden malzemeler ise krom cevheri, tahıllar, dokuma, un, tank ve askeri personel araçları, oto lastiği ve parke taşıdır. Demiryolu nakliyatında karayolu ile taşınmasına imkan olmayan yarı mamul ve hammadde taşıması ağırlıklıdır.

Kent İçi Ulaşım (Raylı Taşıma Sistemi)

Kayseri merkez nüfusunun hızla artışı karşısında kent içi ulaşımda yaşanan güçlükler alternatif ulaşım olanaklarının araştırılmaya başlanmasına neden olmuştur. Bu çerçevede gündeme getirilen en önemli alternatif Kayseri Raylı Sistem çalışmalarıdır.

Bu çalışmayla; gelişmekte olan Kayseri ili ve yakın çevredeki alanda günümüzde
karşılaşılan ve gelecekte karşılaşılması muhtemel ulaşım sorunlarının belirlenmesi, kentiçi
ulaşım sorunlarının çözümlenmesinde toplu taşım ağırlıklı ve muhtemel bir hafif raylı sistem
(HRS) çözüm önerilerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Getirilecek çözümlerle;
-Enerji kaynaklarının etkin kullanılması,
-Ulaşımdan kaynaklanan çevre kirliliğinin en aza indirilmesi,
-Ulaşımda güvenli, konfor ve emniyetin artırılması,
-Tarihi ve doğal çevreye saygılı toplu taşım ağırlıklı bir ulaşım yapısının oluşturulması,
-Ortalama yolculuk süresinin azaltılıp, hareketliliğin yükseltilmesi,
Böylece kent ve dolayısıyla ülke ekonomisine katkıda bulunulması amaçlanmaktadır.

Kayseri Büyükşehir Belediyesi tarafından 16 Haziran 2004 tarihinde yapılan Kayseri Raylı Taşıma Sistemi İnşaatı Yapım İşi anahtar teslim ihalesi Yapı Merkezi İnşaat ve Sanayi A.Ş. (Türkiye)  - AnsaldoBreda S.p.A. (İtalya) Konsorsiyumu tarafından kazanılmıştır.

Kayseray projesi kapsamında Yapı Merkezi İnşaat ve Sanayi A.Ş. tarafından; 17,8 km uzunluğundaki raylı taşıma sisteminin hat alt ve üst yapısı işleri; 31 adet yolcu istasyonunun inşaat ve tesisat işleri; raylı sistem araçları için depo sahası ve tamir-bakım atölyesi dahil her türlü saha ve binalara ait inşaat ve tesisat işleri; enerji temini, katener, sinyalizasyon, haberleşme ve kontrol sistemleri ile atölye içindeki bakım ekipmanlarının temin, montaj ve işletmeye alma işleri; İdare personelinin raylı sistem işletmesi ile bakım ve onarımı konularında eğitilmesi ve teknik destek sağlanması hizmetleri gerçekleştirilecektir.

Proje sonucunda 31 istasyon sayılı, 17.815 m uzunluğundaki hattın sefer süresi 45 dakika olacaktır. Bu sayede Raylı Sistem Kayseri’nin 50 yıllık toplu taşım sorununu kökten çözecek ve aynı zamanda hava kirliliği problemini çözmede büyük katkı sağlayacaktır.