Le réseau de chemin de fer néerlandais est composé de 3 075 km de voies ferrées (7097km de rails en longueur totale). Le réseau néerlandais a la particularité d'être très décentralisé, dû à la présence de nombreuses grandes villes proches entre elles, principalement dans la Randstad. La densité de population du pays explique aussi la densité du réseau, parmi les plus denses d'Europe avec ceux de Belgique et de Suisse. Le gestionnaire d'infrastructure, à qui appartient le réseau, est ProRail depuis 1995.

On compte 397 gares aux Pays-Bas, elles dépendent de NS stations, filiale des NS. Le réseau néerlandais étant entièrement cadencé sur le plan des horaires, les trains étant tous synchronisés entre eux, mais aussi avec ceux des réseaux étrangers pour permettre les correspondances, les gares sont desservies de manière parfaitement régulière et rares sont les gares desservies par moins d'un train toutes les 30 min.

Depuis 1995, conformément aux directives de l'Union européenne, l'opérateur historique NS (détenu encore aujourd'hui à 100 % par l'État) ne détient plus le monopole pour l'exploitation des services de chemin de fer. Par conséquent, le réseau a été découpé en concessions : la concession principale comprend les grandes lignes rentables des Pays-Bas, soit l'essentiel du réseau, cette concession revenant d'office aux NS. Les autres concessions comprennent les lignes secondaires, déficitaires assurant une mission de pur service public sans vocation commerciale. Ces lignes sont confiées à un opérateur après un appel d'offres européen.À noter que la plupart des concessions secondaires comportent aussi des réseaux de bus urbains ou interurbains.

Tous les opérateurs se placent dans un système de tarification commun, valable également dans les réseaux de transport urbains (métro, trams, bus) et rendant l'intégralité du réseau national multimodal et multi opérateurs accessible avec un même titre de transport : l'OV-chipkaart, jetable ou nominative, sur laquelle une somme d'argent est chargée et débitée automatiquement à chaque validation (en train, la carte est validée à la montée et la descente pour fixer le prix débité) un abonnement peut aussi être chargé dessus.

Parmi les entreprises ferroviaires autres que les NS exploitant des services aux Pays-Bas :

• Pour les voyageurs : NoordNed, Syntus (coentreprise NS-SNCF), Connexxion et DB RegionalBahn Westfalen (groupe Deutsche Bahn) ;

• Pour le fret : Railion (groupe Deutsche Bahn), ERS, ACTS, Shortlines ;

Deux villes néerlandaises possèdent un métro : Amsterdam et Rotterdam-La Haye(réseau commun aux deux villes). Aux Pays-Bas, le métro est surtout utilisé pour desservir proche banlieue et quartiers périphériques. Les centres et quartiers proches sont desservis par les bus et tramways.