혼합열차(混合列車 , mixed train)는 여객과 화물을 같은 열차로 수송할 목적으로 편성한 열차이다. 통례적으로 객차와 화물차를 같이 조성한 것으로 여객수송을 위하여 설정된 열차에 화물차를 일부 연결한 것이다. 광의에서 볼 때 여객열차에 속하는 것으로 철도운영 법규상 여객열차와 같이 취급한다. 혼합열차는 수송량이 적은 지방으로 운행되고 있다.
혼합열차는 보통열차 보다 동급 내지는 아래 등급의 열차로, 한 열차에 객차와 화차를 섞어서 영업하는 열차를 말한다. 철도의 초창기에 동력차가 귀할 때에는 대개의 열차들이 혼합열차를 기본으로 해서 운전하였으나, 20세기 이후에는 대개 본선 열차에서는 거의 도태되고, 지선 위주로 투입되었다.
혼합열차는 단순히 화물열차에 객차를 연결한 것을 의미하는 것이 아니며, 기본적으로 회송이나 차장차 대용 등의 목적이 아닌, 해당 객차로 일반여객에 대해서 영업을 하는 경우를 말한다. 또한, 소화물차, 우편차, 합조차 등의 객차로서 취급하는 차종이 연결된 것 역시 혼합열차로 칭하지 않는다. 현재에는 극히 보기 어렵지만, 아주 드물게 군화물 수송시에 병력을 편승시키기 위해서 가끔 투입되기도 하지만, 대개는 화물열차로 단순히 치부하는 편이다.
혼합열차의 조성시에는 객차 회송시와 같이 반드시 화차의 맨 뒤에 연결하도록 정해져 있다. 이는 상대적으로 화차에 비해 객차의 강도가 부족하여 제동시에 차체에 하중이 과하게 걸리는 것을 예방하고, 충돌 등의 사고시에 화물이나 화차로 인한 피해를 최소화하기 위한 조치이다.
한국철도에서는 일제강점기 당시에 경부선 등에서 구간 열차로 혼합열차가 투입되었다. 일단 특정한 열차 이외의 여객열차는 혼합열차가 기본이었다고 보아도 무방하다. 이는 상대적으로 용량이 제한되고 기관차 수급이 어려운 환경에서 최대한 이를 효율적으로 운전하기 위한 수단으로서 이루어진 것이었다. 이후 여객 전용으로 편성된 열차가 늘기는 하지만, 꾸준히 혼합열차는 유지되었으며, 이는 시각표에도 종종 표기가 이루어졌다.
해방 이후에는 차량부족이 심각해짐에 따라 지선구간의 보통열차는 대개 혼합열차를 기본으로 하였다. 한국전 직후에는 대용객차가 연결되었기 때문에 혼합열차가 아니라고 해도 화차랑 다를게 없는 수준이었기는 하지만. 이후 객차 및 기관차의 수급이 개선되면서 점차 혼합열차의 수는 감소일로를 걸었다. 1966년에는 호남선, 전라선, 군산선 등의 혼합열차를 여객과 화물로 완전히 분리해 운행하기 시작하였으며, 1971년에 이르러서는 충북선, 경북선, 중앙선, 영동선에서도 분리가 단행되었다. 이로서 남겨진 구간은 여천선이나 삼척선과 같은 화물위주로 운영되던 노선 정도에 국한되었다.
최종적으로는 1977년도에 이르러서 혼합열차 운행을 전폐할 계획이 수립되어서 그 해 이후로 혼합열차의 운행은 더 이상 이루어지지 않은 것으로 보인다.
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