locomotief die werkt op elektrische energie. Deze energie wordt toegevoerd via een derde rail of een bovenleiding(zie elektrische tractie); dan wel betrokken van een op de locomotief aanwezige accumulatorenbatterij (zie accutractie) bij de zgn. acculocomotief.
Van een bovenleiding wordt de stroom afgenomen met behulp van stroomafnemers, die bij kleinere stroomsterkten, zoals deze bij het wisselstroomstelsel van 15000 V en hoger voorkomen, voorzien zijn van tegen de rijdraad slepende stroken van staal of aluminium. Bij grotere stroomsterkten, zoals bij het gelijkstroomstelsel, waarbij de spanning 1500V of 3000 V bedraagt, zijn de stroomafnemers van koolstroken voorzien, al dan niet met metaal geïmpregneerd. Bij stroomtoevoer door middel van een derde rail (alleen bij het gelijkstroomstelsel in gebruik) vindt stroomafneming plaats met behulp van sleepschoenen. Als stroomstelsels zijn vrijwel uitsluitend het gelijkstroom- en het eenfasewisselstroomstelsel in gebruik. Gelijkstroom wordt direct aan de tractiemotoren toegevoerd, terwijl bij het wisselstroomstelsel gebruik wordt gemaakt van een transformator, waarmee de spanning van het bovengrondse net (die te hoog is om aan de motoren te worden aangesloten) tot een geschikte waarde verlaagd wordt, b.v. tot 1000 V.
Bij het gelijkstroomstelsel wordt het geleidelijk opvoeren van de spanning voor de motoren, hetgeen voor het begrenzen van de stroomsterkte nodig is, verkregen door aan de motoren weerstanden voor te schakelen, die bij het toenemen van de snelheid trapsgewijze afgeschakeld worden. Teneinde bovendien over meer dan één rijstand zonder weerstanden te beschikken, wat nodig is voor een behoorlijke snelheidsregeling van de trein, wordt het vermogen van de locomotief over meer motoren verdeeld, die achtereenvolgens alle in serie, daarna in groepen parallel geschakeld worden. Nog verdere snelheidsvergroting verkrijgt men door het magnetisch veld van de motoren te verzwakken, b.v. door een keten met in trappen regelbare weerstand parallel aan de wikkeling van de magneetpool van de motor te schakelen. In plaats van voorschakelweerstanden en serie-parallelschakeling wordt in gelijkstroomlocomotieven ook zgn. (im)pulssturing toegepast: de stroom door de motoren wordt geregeld door deze voortdurend een paar honderd keer per seconde in en uit te schakelen. De benodigde snelle schakelaars zijn opgebouwd uit halfgeleiderelementen (o.a. Mhyristoren) en hebben geen bewegende delen. Pulssturing biedt naast energiebesparing het voordeel van een trappenloze regeling en betere adhesie-eigenschappen, waardoor de locomotief bij gelijkgebleven asbelasting een grotere trekkracht kan uitoefenen.
Bij het wisselstroomstelsel verschaft de aanwezige transformator de mogelijkheid de snelheid te wijzigen door de motoren achtereenvolgens op verschillende aftakkingen van de transformator aan te sluiten. Ook in wisselstroomlocomotieven van modern ontwerp wordt de motorspanning veelal met behulp van o.a. thyristors gevarieerd; deze zijn opgenomen in gelijkrichterschakelingen, zodat aan de motoren uiteindelijk gelijkstroom wordt toegevoerd. Mechanisch gezien bestaat de elektrische locomotief uit een stalen bak (met de elektrische installatie en de stuurstanden) op twee- of drieassige draaistellen (waarin de tractiemotoren). Het motorkoppel wordt door middel van tandwielen naar de assen en de wielen overgebracht. Vaak heeft iedere wielas daarbij een eigen motor. Het vermogen kan tot ca. 1000 kW per as bedragen.
Elektrische locomotieven voor hoge snelheden zijn veelal ingericht voor elektrisch remmen, evenals locomotieven die op baanvakken met sterke hellingen dienst doen.