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Eine Werksbahn oder Werkbahn ist eine auf einem Werksgelände (beispielsweise Fabrik- oder Bergbaugelände) befindliche Eisenbahn, die zur Erfüllung eines internen Eisenbahnverkehrs und gegebenenfalls auch als Anschlussbahn dient.
Werksbahnen sind meist kurze normalspurige Anschlussbahnen, die überwiegend von Güterzügen genutzt werden. Man findet sie auch dort, wo Straßenwege nicht einfach realisierbar sind oder waren, so als Torfbahn in Torfabbaugebieten. In Ausnahmefällen findet auch spezielle nicht-öffentliche Personenbeförderung für Werksangehörige statt, in diesem Fall spricht man vom Dienstpersonenverkehr.
Bei Bergbauunternehmen wie der MIBRAG, Rheinbraun oder der Ruhrkohle AG findet man ausgedehnte Werkbahnnetze (Kohlebahnen/Zechenbahnen). Teilweise sind diese schmalspurig und/oder unter Tage ausgeführt. Sie werden meist elektrisch oder mit Akkuloks betrieben.
In vielen Fällen ist der Betrieb von normalen Lokomotiven wegen Explosionsgefahr auf diesen Werkbahnen nicht möglich, zum Beispiel wenn Tanklager oder chemische Fabriken bedient werden. Dort kommen dann spezielle Lokomotiven zum Einsatz, wie z. B. Dampfspeicherlokomotiven, die ihre Antriebsenergie aus überhitztem Wasser beziehen.