Магистральные пассажирские тепловозы предназначены для вождения пассажирских составов с высокими скоростями, в то время как грузовые — для вождения грузовых составов большой массы с высокой силой тяги.

Грузовые — предназначены для перевозки грузовых поездов, обладающие высокой мощностью двигателя и тяговым усилием, но имеющие меньшую скорость. Они способны тянуть тяжёлые составы, состоящие из множества вагонов с различными грузами. Грузовые локомотивы оснащены колёсами меньшего диаметра (1050 мм) и имеют две и более секции в составе, что значительно увеличивает мощность локомотива (до 6000-8000 лошадиных сил), а также сцепной вес по сравнению с пассажирскими машинами. Их конструкционная скорость составляет 100 километров в час. Нагрузка от оси колёсной пары на рельсы и минимальный радиус проходимых кривых почти такой, как у локомотивов пассажирских, но более прочная несущая рама. Но сила тяги у них значительно больше, она составляет от 250 до 300 килоньютонов при скорости движения примерно 27 километров в час. Таким образом, скорость для этих машин не является главным критерием, а высокие тяговые характеристики играют решающую роль, позволяя успешно управлять тяжёлыми и длинными грузовыми составами.

Пассажирские — созданы для перевозки пассажиров, характеризуются высокой скоростью и менее мощным двигателем. Пассажирский тепловоз — это мощный односекционный локомотив с 16-цилиндровым дизельным двигателем мощностью 4000 лошадиных сил.

Также существуют и другие типы локомотивов, такие как: грузопассажирские — это универсальная техника, способная тянуть составы разных видов, используемая на железных дорогах с низкой интенсивностью движения.