Der Begriff Bahnbetrieb, früher Betriebsdienst oder Eisenbahnbetriebsdienst, umfasst alle Tätigkeiten, die mit der Durchführung des Fahrbetriebes bei einer Eisenbahn zusammenhängen. Es geht dabei im weitesten Sinne um alles, was mit dem „rollenden Rad“ zusammenhängt.
Seit der Zusammenfassung und Privatisierung der Deutschen Bundesbahn und der Deutschen Reichsbahn zur Deutschen Bahn AG wird der Wortteil „-dienst“ vermieden, weil er an eine Behörde erinnert. Aus dem Terminus „Betriebsdienst“ wurde daher „Bahnbetrieb“.
Es kann jeweils Aufgaben übertragen an andere, betrieblich ausgebildete bzw. eingewiesene Mitarbeiter (z. B. Schrankenwärter, Zugmelder, Zugvorbereiter, Rangierbegleiter, Rangierer, Zugschaffner, örtliche Aufsicht).
Früher fiel dieses und weiteres, so genanntes dispositives (flexibel einsetzbares) Personal unter den Begriff Betriebseisenbahner. Der Ausbildungsberuf Eisenbahner im Betriebsdienst bringt heute überwiegend Fahrdienstleiter und Triebfahrzeugführer hervor.
Eisenbahnfahrzeuge sind auf den Schienen spurgeführt. Sie können den eingestellten Fahrweg nicht verlassen oder gar unvermittelt ausweichen, wie etwa Straßenfahrzeuge. Daher regeln eine Vielzahl von Vorschriften (insbesondere Fahrdienst- und Signalvorschriften), wann und unter welchen Bedingungen Züge oder Rangierabteilungen fahren dürfen, ohne dass es zu Zusammenstößen, Auffahrten oder sonstigen gefährlichen Ereignissen (früher: Bahnbetriebsunfall) kommen kann. Der Triebfahrzeugführer erhält hierfür genau definierte Aufträge und Informationen über Signale. Umfangreiche Leit- und Sicherungstechnik in den Stellwerken und Außenanlagen schließt Signale gegeneinander aus, die zu einer gefährlichen Bewegung führen würden. Korrespondierende Technik auf den Triebfahrzeugen kann Fahrten gegen Signale durch Zwangsbremsung stoppen, sofern Fahrzeuge und Strecken damit (z. B. mit Zugbeeinflussungstechnik) ausgerüstet sind. Vom Regelbetrieb spricht man, wenn alle technischen Einrichtungen der Eisenbahninfrastruktur und der Schienenfahrzeuge funktionieren und die Schienenfahrzeuge der Regel nach bewegt werden. Muss vom Regelbetrieb abgewichen werden, spricht man von einer Betriebsstörung. Dies ist der Fall, wenn:
Auch für diese Abweichungen vom Regelbetrieb gibt es genau definierte Handlungsabläufe, an die alle beteiligten Betriebseisenbahner (siehe oben) gebunden sind. Über Streckenfernsprecher oder Zugfunk werden dann mündliche oder schriftliche Informationen, Aufträge oder Befehle übermittelt.