Museorautatie tai museorata on säännöllisestä matkustaja- tai tavaraliikenteestä poistettu rataverkon osa, jolla liikennöidään museokalustolla eli museojunilla. Museorautateitä on kutsuttu eläviksi museoiksi. Vanhan miljöön säilyttämiseksi radoilla voidaan käyttää esimerkiksi vanhoja merkkejä ja opasteita.[1]
Museorautatien toiminta vaatii monenlaista työtä, kuten veturinkuljettajan ja konduktöörin sekä radan ja kaluston kunnostamista.[2] Vaikka toiminnan rahallista perustaa voi ylläpitää lipputuloilla,[2] työhön voi silti kuulua esimerkiksi varainhankintaa.[3] Toimintaa voidaan ylläpitää täysin vapaaehtoistyöllä.[2]