Для механической части ПС различают следующие виды отказов: конструктивные и соответствующие им модели отказов из-за износа, усталости, неуточненных факторов; технологические и соответствующие им модели отказов из-за скрытых дефектов, рассеяния характеристик, качества изготовления; эксплуатационные нарушения правил использования, обслуживания и ремонта (в том числе при маневровых и погрузоразгрузочных работах, действии сверхнормативных нагрузок). Для электрической части ПС характерными видами отказов являются электрические разрушения диэлектриков и полупроводников, нарушения коммутационных процессов.

В качестве показателей безотказности используются безотказность работы и средняя частота отказов за год. Они определяются как для каждого из типов ПС, так и для их основных систем: ходовых частей, тормозов, рамы и кузова, автосцепного оборудования, тяговых электродвигателей и т. д. Для специализированных вагонов выделяют дополнительные системы (устройства разгрузки, обогрева и т.п.).

При оценке безотказности особо выделяют отказы, угрожающие безопасности движения. Среди них главную опасность представляют сходы подвижного состава с рельсов. Сходы возникают вследствие неустойчивости ПС, дефектов ходовых частей и несущих конструк ций, нарушений в устройстве и содержании рельсовой колеи и попадания посторонних предметов в место контакта колеса и рельса. Для определения условий безотказной работы используют критерии устойчивости от опрокидывания, вползания колеса на рельс и выжимания единицы ПС продольными силами из поезда.

Серьезную опасность представляют разрывы поездов и соударения единиц ПС при сверхнормативных скоростях. В первом случае возможно неуправляемое движение части поезда, во втором - сходы и повреждения ПС и перевозимых грузов.