作为铁道车辆用车轮的特性，首先必须具有支撑车辆重量的充分强度。车轮不仅承受车体重量产生的垂直方向的力，还要承受通过弯道时作用水平方向的力，因此车轮要能承受这两方面的载荷。尤其是，对于使用刹车片挤压车轮外圈的车辆，必须考虑车轮与刹车片摩擦产生的热。这种刹车热使车轮的设计变得非常困难，因此新干线等高速列车采用闸盘刹车轮的方法，这与别的刹车方法不同，由此可以消除对车轮的热影响，进步车轮的安全性。

　　车轮的材质一般使用普通钢，但碳含量因各国的标准不同而不同，低的为0.4%左右，高的为0.8左右。日本使用的车轮材质的碳含量只有一种，在0.60～0.75%之间。另外，世界上采用的车轮有锻钢车轮和铸钢车轮，但日本和欧洲只使用锻钢制造的车轮。在北美等国货车大量使用铸钢车轮，在美国客车用的车轮一般使用安全性能更高的锻钢车轮。

　　锻钢车轮的生产工艺是先将钢材切割成1个车轮大小的外形，然后放进加热炉加热进行热塑性处理。最初，用锻压机进行粗锻，然后将其用车轮专用轧机进行轧制，最后进行精整和穿孔。一旦冷却后就进行热处理。这种热处理是一种称为“踏面淬火”的独特处理，在将踏面(与轨道接触的车轮外圈)硬化的同时，能给整个车轮适当的残余应力。之后采用机加工进行精整。

　　近年来，新干线等世界高速铁路都把进一步进步车速作为目标。因此承担车辆安全性的无损检查标准变得更加严格。另外，在货车运送时为进步运送效率，每节车轮的载重量正逐年增加。这使车轮和轨道的接触应力增大，由车轮内部的材料缺陷而引起的车轮裂纹的发生概率增大。基于此因，要求车轮材料必须使用夹杂物含量少的洁净钢。日本在世界上率先使用连铸坯生产车轮，其连铸坯的清洁度在世界上一直保持最高。