Un élément automoteur est un ensemble comprenant plusieurs caisses formant une rame indéformable. Il peut être composé de véhicules moteurs à chaque extrémité et de simples remorques permettant une répartition de la motorisation sur les différents bogies de la rame. Il est dans la plupart des cas bidirectionnel, dispose d'une cabine de conduite à chaque extrémité, ce qui la rend réversible. La plupart des éléments automoteurs modernes sont prévus pour pouvoir circuler couplées à d'autres rames automotrices identiques, formant ainsi des unités multiples.
Les éléments automoteurs, apparus au début du XXe siècle pour le métro et les trains de banlieue, remplacent de plus en plus les rames remorquées, notamment pour les liaisons express. Certains trains à grande vitesse et trains pendulaires actuels sont des éléments automoteurs.