火车的载重量相当大，为了能够承受得起载重相当大的车辆施加的压力，铁轨的顶面必须有一定的宽度及厚度。为了让铁轨保持稳定，铁轨的底面也必须有一定的宽度;火车车轮带有轮缘，这又要求铁轨要有相当的高度。“工”字形的铁轨刚好可以满足这三方面的要求。从材料力学的观点来看，这种形式的铁轨恰好充分合理地利用了钢材，强度也相当高，所以“工”字形断面就被选定为最好的铁轨断面。