1863年世界上第一条地铁——英国伦敦大都会铁路一段建成，由于采用蒸汽机车牵引车厢运行，没有建设与今天车辆段等同的车辆段。1890年，伦敦第一条以电力运行的城市级南伦敦铁路建成，才考虑实施车辆段。1969年，中国第一条地铁——北京地铁1号线一期工程完工，并于1971年正式开通，同时建设了中国第一座城市轨道交通车辆段——古城车辆段。

一般每条城市轨道交通线路都需要设置一处车辆段，当技术经济合理时也可以两条或两条以上线路共设一个车辆段。同时在车辆段规划时，也将综合维修中心、物资总库和职工技术培训中心等基地一并设置。

车辆的检修等级分为列检、月检、定修、架修和大修。车辆段根据承担的功能可分为定修车辆段、架修车辆段和大、架修车辆段。定修车辆段只承担列车定修修程以下的检修任务，架修车辆段只承担架修修程以下的检修任务，大、架修车辆段承担车辆的全部检修任务。一般定修车辆段每条线路均设置，架修或大、架修车辆段可几条线路设置一处。

车辆段布局根据运用库和联合检修库的位置关系设计。列车排列可分为并列式、串联式、贯通式和倒装式。并列式和串联式是采用比较多的布局方案。

车辆段主要由车辆运用、检修设施，站场线路和配套设施构成。

车辆运用、检修设施。由停车库、列检库、月检库、定/临修库、架修库、大修库、不落轮镟库、清洗库、调机车库及配套的生产、办公、生活设施组成。从节约用地、便于管理的角度考虑，一般将停车库、列检库和月检库组合建成一个运用库；将定/临修库、架修库、大修库组合成一个联合检修库。配套的生产设施主要有牵引变电所、降压变电所、给水泵站、污/废水处理站、空压机站、锅炉房、易燃品库和汽车库等，配套的生活设施有办公楼、司机公寓、食堂职工、浴室等。

站场线路。主要由出入段线、停车库线、检修库线、牵出线、试车线等组成。出入段线一般采用双线，最大坡度不宜大于40‰。试车线要求平、直布设，以满足列车动态试车要求。其他线路要求平坡布置，车辆段内线路的最小半径不应小于150米。

配套设施。为保证人员、设施的安全，车辆段运用库、联合检修库周边设置有环形的消防车道，运营的股道区需要设置隔离栅栏，车辆段应设置围墙并设置周界防护装置，主要设施应设置火灾报警装置。车辆段至少设置两处道路出入口与城市道路衔接。

中国合肥轨道交通1号线珠江路车辆段