按重載列車(chē)的作業(yè)組織方法區分，鐵路重載運輸有以下三種模式：
單元式重載列車(chē)——是把大功率機車(chē)雙機或多機與一定編成輛數的同類(lèi)專(zhuān)用貨車(chē)固定組成一個(gè)運輸“單元”，并以此作為運營(yíng)計費的單位。機車(chē)操縱采用無(wú)線(xiàn)遙控同步運轉系統，運送的貨物品種單一，在裝、卸站間往返循環(huán)運行，中途列車(chē)不拆散，不進(jìn)行改編作業(yè)，機車(chē)車(chē)輛固定編掛位置，車(chē)底固定回空，兩端車(chē)站裝卸設備配套，是裝、運、卸“一條龍”的運輸組織形式?！?br>在路網(wǎng)規模大、行車(chē)密度小、貨運比重大、運能較富裕的美國、加拿大、澳大利亞等國，組織開(kāi)行從裝車(chē)地到卸車(chē)地之間的重載單元列車(chē)，通過(guò)貨物集中發(fā)送、快速裝卸、加速機車(chē)車(chē)輛周轉來(lái)降低成本，從而獲得較大的效益，提高了與其他運輸方式的競爭能力。美國的重載單元列車(chē)，牽引總重在10000噸以上，是名副其實(shí)的萬(wàn)噸列車(chē)，并曾創(chuàng )造總重達44066噸的世界最高紀錄?！?br>組合式重載列車(chē)——是由兩列及其以上同方向運行的普通貨物列車(chē)首尾相接、合并組成的列車(chē)。機車(chē)分別掛于各自的貨物列車(chē)首部，由最前方貨物列車(chē)的機車(chē)擔任本務(wù)機車(chē)，運行至前方某一技術(shù)站或終到站后，分解為普通貨物列車(chē)。它實(shí)質(zhì)上是在線(xiàn)路通過(guò)能力緊張的區段，利用一條運行線(xiàn)行駛兩列及以上的普通貨物列車(chē)的一種擴大運輸能力的方式?！?br>前蘇聯(lián)鐵路是客貨混用，列車(chē)數量多、行車(chē)密度大，運能與運量的矛盾比較突出，為擴大運輸能力、挖掘現有設備潛力，即組織開(kāi)行超重、超長(cháng)列車(chē)或組合式列車(chē)，并成功地試驗開(kāi)行了總重43047噸的重載列車(chē)?！?br>整列式重載列車(chē)——是由大功率單機或多機重聯(lián)牽引，列車(chē)由不同型式和載重的貨物車(chē)輛混合編組，達到規定重載標準(牽引重量達到5000噸及其以上)的列車(chē)。目前，中國繁忙干線(xiàn)上開(kāi)行的重載列車(chē)主要為這種模式。