Kolej aglomeracyjna (również kolej podmiejska) – kolej obsługująca ruch w obrębie zespołów miast i ich okolic. Tworzy ona ujednolicony, zintegrowany system, odznacza się wysoką częstotliwością obsługi linii, obsługuje centrum aglomeracji, dysponuje ułatwiającym wymianę pasażerów taborem (podobnym do metra). Typowym przykładem kolei aglomeracyjnych jest większość kolei S-Bahn lub paryski RER.
W przewozach tego typu używa się wagonów ciągniętych/pchanych przez lokomotywy lub częściej zespołów trakcyjnych, a na liniach niezelektryfikowanych zazwyczaj szynobusów.
Najczęściej stosuje się bilety wieloprzejazdowe lub uproszczoną taryfę opłat.
Kolej podmiejska służy głównie do obsługi codziennych dojazdów do pracy, co oznacza, że dla każdego odcinka podróży (np. między dwiema stacjami) więcej niż 50% średniodziennych przewozów dokonywana jest przynajmniej trzy razy w tygodniu[potrzebne źródło].