Les chemins de fer géorgiens rayonnent depuis la capitale vers la mer Noire, le sud montagneux et les pays voisins, avec un matériel à deux niveaux qui a raccourci les temps de parcours.
La gare centrale, place de la Gare, sert de tête de ligne à presque toutes les relations voyageurs et se trouve sur la ligne 1 du métro. La gare de Didoubé, un kilomètre plus au nord sur la même ligne, ne joue qu'un rôle d'arrêt secondaire, sa notoriété tenant à la gare routière voisine. Une halte dessert par ailleurs l'aéroport, reliée à la gare centrale par deux circulations quotidiennes.
La liaison vers Batoumi forme l'axe principal du réseau. Quatre départs quotidiens de rames Stadler à deux niveaux couvrent la distance en un peu plus de quatre heures, pour 36 laris en seconde classe et 76 laris en première. Un train de jour rejoint Zougdidi, porte d'entrée de la Svanétie, en cinq heures et demie pour 17 laris. Poti et Ozourguéti disposent de relations plus lentes. Koutaïssi se rejoint par la gare de Rioni, à quelques kilomètres du centre. Deux trains locaux par jour montent vers Bordjomi pour un ou deux laris.
Le train de nuit vers Erevan franchit la frontière au poste de Sadakhlo et Bagratachen et demande une dizaine d'heures, selon un calendrier qui alterne entre une desserte quotidienne l'été et un départ un jour sur deux en hiver.
Interrompu en 2020 avec la fermeture des frontières terrestres azerbaïdjanaises, le train de nuit vers Bakou circule de nouveau depuis le 26 mai 2026, sur un rythme quotidien, en matériel Stadler. Le départ de Tbilissi a lieu à vingt et une heures pour une arrivée à six heures vingt-quatre, les formalités se tenant à bord. Trois classes se répartissent entre compartiments de quatre couchettes et cabines de deux places. La vente reste réservée aux voyageurs dispensés de visa pour l'Azerbaïdjan.
Ouverte en 2017 vers la Turquie par Akhalkalaki, cette ligne de 826 kilomètres relève du fret. Sa section géorgienne, reconstruite entre 2023 et 2024 et inaugurée le 2 juin 2026, porte la capacité annuelle de un à cinq millions de tonnes. Akhalkalaki abrite le transbordement entre l'écartement de 1 520 millimètres et l'écartement standard turc. Aucun service voyageurs régulier n'y circule.
La vente en ligne passe par le site des chemins de fer géorgiens et par la plateforme tkt.ge, les réservations ouvrant vingt jours avant le départ. Un document d'identité, passeport ou carte nationale, doit être renseigné à l'achat et présenté au contrôle. Les rames à deux niveaux offrent une seconde classe climatisée à sièges inclinables, une première classe plus spacieuse et, sur certains départs, une classe affaires.