蒙古纵贯铁路是一条由俄罗斯乌兰乌德经蒙古国乌兰巴托至中国乌兰察布铁路线的统称，是连接俄蒙中三国最重要的铁路干线。
该铁路由西伯利亚铁路的乌兰乌德站引出，纵贯蒙古国，沿线的苏赫巴托、达尔汗、乌兰巴托、赛音山达、扎门乌德等城市是蒙古国重要的政治、经济中心和军事要地，并在二连站（边检及换轮站）与中国内蒙古接轨，经集二铁路延续至集宁南站。
该铁路线于1949年至1961年间建成，大部分位于蒙古国境内，其中俄罗斯及蒙古国路段为单线、宽轨，轨距为1520毫米，内燃机车牵引，非自动闭塞，每昼夜列车单向通过能力为13列，年货运能力为620万吨。中国路段则为复线、准轨，轨距为1435毫米。其主要支线通往铜、钼矿工业中心额尔登特和巴彦诺尔。
蒙古纵贯铁路通常会与西伯利亚铁路混淆，但后者并不经过蒙古国，而是由蒙古纵贯铁路在俄罗斯乌兰乌德接轨通向海参崴或莫斯科。
