Un autorail est un véhicule ferroviaire automoteur destiné au transport de voyageurs. Il est généralement animé par un (ou plusieurs) moteur diesel monté sous le plancher. Il peut circuler en convoi, attelé d'une ou deux remorques, ou jumelé avec un ou plusieurs autres autorails en unité multiple.
Les autorails sont utilisés, en raison de leur capacité limitée et de leur coût d'exploitation réduit, pour la desserte des lignes à faible trafic, particulièrement en zone rurale.
Sur les lignes à très faible trafic, on emploie également des autorails légers, à deux essieux et sans bogies, tels le A2E fabriqué par Soulé qui circule sur certaines lignes de Bretagne.
Dans les années 1930, la société Michelin construisit des Michelines, autorails équipés de roues spéciales munies de pneus brevetés. Par la suite le terme de micheline a été abusivement utilisé pour parler d'autorail.
Il ne faut pas confondre automoteurs et autorails : les automoteurs sont des éléments complets composé de deux motrices encadrant éventuellement des remorques. Les automoteurs sont donc composés de plusieurs caisses (le terme « caisse » désigne indifféremment ces des motrices ou des remorques). Un autorail, en revanche, n'est toujours composé que d'une caisse.
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