Eine Bahnstromleitung ist eine Hochspannungsleitung zur Stromversorgung elektrifizierter Eisenbahnen. Bahnstromleitungen versorgen über Unterwerke die Speiseleitungen einer Bahnstrecke, die wiederum über die Einspeisung des Stroms in die Fahrleitung den elektrischen Antrieb der Triebfahrzeuge ermöglichen. Dieses System wird auch als zentrale Bahnstromversorgung bezeichnet – im Unterschied zur dezentralen Bahnstromversorgung, bei der die Unterwerke aus dem öffentlichen Stromnetz versorgt werden.
Ein separates Netz ausschließlich zur Versorgung von Bahnstrecken existiert in dieser Form nur im größten Teil Deutschlands, in Österreich und der Schweiz. Dieses Netz besteht aus Leitungen, die – im Unterschied zu den Drehstromleitungen des öffentlichen Netzes – mit Einphasenwechselstrom und einer Frequenz von 16,7 Hz betrieben werden. Betreiber der Leitungen sind Tochterunternehmen der jeweiligen nationalen Bahngesellschaften. Zwischen den Bahnstromnetzen der drei Länder existieren mehrere grenzüberschreitende Verbindungen.
Die gegenüber dem öffentlichen Netz geringere Frequenz und der Betrieb mit Einphasenwechselstrom in einigen Ländern hat historische Gründe. In der Anfangszeit des elektrischen Bahnbetriebs war es nicht möglich, Einphasen-Reihenschlussmotoren mit der Frequenz des öffentlichen Netzes zu betreiben, da sich die proportional zur Netzfrequenz steigende transformatorische Spannung negativ auf die Kommutierung auswirkt. Seit den 1950er Jahren gibt es technische Lösungen für den elektrischen Eisenbahnbetrieb unter der Frequenz des Landesnetzes, sodass die Notwendigkeit zum Aufbau eines autarken Leitungsnetzes mit Niederfrequenz entfallen ist.