市域铁路类似于早期运行的市郊铁路，其典型特征包括：

①日常通勤。市域铁路是都市圈或大城市市域内的轨道交通形式，利用大运量和快捷的特点，承担都市圈或大城市中心城区与周边城镇或组团之间，以及城镇或组团之间的通勤、通学以及日常生活等公众出行，服务性能与城市轨道交通较为接近。

②技术标准。市域铁路介于城际铁路和城市地铁或轻轨，设计速度一般为100～160千米/小时，站间距较城市地铁、轻轨大，一般为3～5千米，甚至更长。始运营速度达到50～100千米/小时，甚至以上，从而以高于城市地铁、轻轨的运营速度提供服务，实现1小时通勤圈的基本目标。

③车型运用。市域铁路是中心城区与周边城镇组团连接的骨干运输方式，通道运输需求总量大、强度高。在中国，根据《市域铁路设计规范》（T/CRS C0101—2017），市域铁路一般采用较地铁A型车更长、更宽，运量更大的市域A型、市域D型或CRH市域型车辆。

④运营组织。市域铁路的运营组织一方面与城市地铁、轻轨等类似，能够做到密集发车，最小发车间隔可达2～3分；另一方面可开行大站快车或一站直达。在检售票方面，乘客乘车不需要对号入座，并可以凭城市公交“一卡通”等实现便捷支付，随到随走。

北京市域铁路S2线和上海市域铁路金山线是中国探索市域铁路建设较早的两条铁路，均由既有铁路改建而成。北京市域铁路S2线于2008年8月26日开通运营，是北京市第一条市域铁路，由北京昌平区黄土店站至延庆区延庆站并延伸至河北省张家口市怀来县沙城站。线路全长分别为72千米和95千米，由既有铁路京包、京通、康延支线改造而成，采用NDJ3型和谐号内燃动车组，7节车厢编组，运营速度平均为40～50千米/小时，设置6个车站，平均站间距19千米，由铁道部与北京市共同投资，通过政府购买服务方式运营。上海市金山线是连接上海市区与金山区的市域铁路，连接上海铁路南站至金山卫站，利用既有线金山铁路改造而成，于2009年8月12日开通运营。线路全长56.4千米，运营8个车站，平均站间距达8千米；采用CRH动车组运营，一站直达列车运行32分，平均运营速度105千米/小时。2019年新型和谐号CRH6F型电力动车组列车投入运营，列车采取8节车厢编组，定员载客量达1470人。2012年9月24日，国家发展和改革委员会正式批复同意《温州市域铁路建设规划（2012—2018年）》，温州成为中国首个获批市域铁路建设规划的城市。

2017年6月20日，中国在国家层面印发《关于促进市域（郊）铁路发展的指导意见》，以系统推动市域铁路建设发展，并提出了打造轨道上都市圈的战略目标。加快市域铁路发展，对优化城镇空间布局、缓解城市交通拥堵、改善城市人居环境、促进新型城镇化发展都具有重要作用。