Вагон метрополитена — тип рельсового подвижного состава (вагон), предназначенный для эксплуатации на линиях метрополитена. Ввиду особенностей эксплуатации, вагоны метрополитена имеют существенные отличия от вагонов и локомотивов обычных наземных железных дорог. В подавляющем большинстве, вагоны метрополитена перевозят пассажиров, однако существуют и специализированные вагоны: для хозяйственных нужд и грузовые.

Как правило, все вагоны метро — моторные, все современные вагоны метро используют электрическую тягу, в прошлом применялась также паровая и канатная тяга. Большинство метрополитенов мира использует контактный рельс, что позволяет уменьшить габарит тоннелей, хотя есть и исключения, например Шанхайский метрополитен.

Вагоны метрополитена характеризует прежде всего относительно небольшой габарит подвижного состава, который в свою очередь ограничен размерами тоннелей, при том, что последние должны быть как можно меньше, что даёт экономию в строительстве метрополитена. Так ширина советских/российских вагонов метрополитена (типы Г, М5, Д, Е и их производные) составляет 2686 мм, а высота — 3700 мм, а ширина и высота вагона электропоезда ЭР2 соответственно 3480 мм и 5086 мм. Одновременно с тем, вагоны должны иметь как можно большую пассажировместимость. Из-за этого, нередко, конструкторы отказываются от традиционных прямоугольных конструкций кузова, применяя выпуклые, которые более полно используют габарит тоннелей.