Железнодорожный вокзал «Нижний Тагил» относится к Свердловской железной дороге и находится в центре города недалеко от Нижнетагильского металлургического комбината.
В 1878 году было построено первое деревянное здание вокзала, относившееся к бывшей Уральской Горнозаводской железной дороге. Здесь располагались зал ожидания, кассы и ресторан. В тридцатые годы ХХ века количество составов, прибывающих на вокзал, резко возросло в связи с индустриализацией. Старое здание было не приспособлено для такого пассажиропотока, однако оно выстояло во Второй мировой войне и прослужило еще более десяти лет. Строительство нового здания началось в 1956 году. Двухэтажное здание нового вокзала было введено в эксплуатацию лишь в 1966 году. Реконструкция проводилась в 2005 — 2006 годах. Пропускная способность вокзала составляет около 4500 пассажиров в сутки. На первом этаже вокзала расположены тринадцать билетных касс, зал ожидания для транзитных пассажиров, ресторан, вестибюль и воинский зал. На втором этаже функционируют транзитный зал ожидания повышенной комфортности, комнаты отдыха, комнаты матери и ребенка, детский зал. Также для пассажиров предоставляются дополнительные услуги — камеры хранения, интернет-зал, медицинский пункт, сервисный центр. Для безопасности пассажиров работает линейное отделение полиции.
С железнодорожного вокзала «Нижний Тагил» отправляется фирменный поезд «Малахит», направляющийся до Москвы. Также через вокзал курсируют поезда дальнего следования во многие города России. Рядом с железнодорожным вокзалом находится остановка общественного транспорта и автовокзал.