铁路煤炭运输，一直是晋煤外运的主通道，近年运量则可占到全省煤炭外运总量的70%～80%。同时太原铁路局管辖内的14条铁路干线，也承担着陕北、蒙中等邻近地区的部分煤炭外运任务。
山西的铁路煤炭运输通道，主要由太原铁路局管内14条干线铁路、12条支线铁路及大同、太原、侯马三个铁路枢纽组成。从地域上又可分为北部通道、中部通道、南部通道及纵贯山西全省的同蒲线几大部分，大体呈一个“丰”字型框架。
北部通道
由大秦、丰沙大、京原、神朔黄几条干线为主。主运动力煤，将晋北、陕北、神东几大煤炭主产区的煤炭运往京津冀、东北、华东、秦皇岛、黄骅港等地。
中部通道
由石太线、邯长线两条干线为主。太中银铁路建成后通过太原南站连通石太线，成为又一条干线通道。中部通道以运输焦煤和无烟煤为主，主运晋东、晋中一带的煤炭到华东、中南、青岛港等地。2011年太中银通车后，吕梁地区煤炭也可由此东输。
南部通道
主运焦煤、肥煤及无烟煤，由太焦、侯月、侯西线组成，连通晋南、晋东南与此中原地区，其中太焦、候月线有部分在郑州局管内。
南、北同蒲线
南、北同蒲线贯通上述三大通道，承担了煤炭集运功能。
大同铁路枢纽连通北同蒲、大秦等几条重要干线，有大西、湖东两个编组站。太原铁路枢纽连通石太、太中银、邯长几条干线，有太北、榆次两个编组站。南同蒲铁路中部还有侯北编组站，连通侯月等干线组成侯马枢纽。
在干线铁路外，山西省地方铁路公司修建的神河线、宁静线、武墨线、孝柳线等铁路，也是山西煤炭运输重要通道，和干线铁路共同组成煤炭运输网络。
不过在实际的煤炭外运量上，三大通道却并不平衡，大秦线一条线路，其年运量即占全部铁路煤炭运量七成左右。通过南同蒲、北同蒲铁路汇集、通过大秦线运到秦皇岛，成为山西煤炭运输主通道中的主通道。
