Händelsen inträffade på 20:14 tjänsten, mellan Keith och Elgin, fredagen den 16 juni vid omkring 21:20.
Den misstänkte - tros resa med omkring sju andra män - gick sedan av tåget vid Elgin.
Han var vit, ungefär 25 och 6ft lång. Han hade svartvit topp och solglasögon.
Det Con Nick Ritchie, från British Transport Police, sade: "Ingen har rätt att behandla en annan person på det sättet.
"Vi är fast beslutna att få bort det här beteendet från vårt järnvägsnät, så säg till om du känner den här mannen."
Vem som helst med information kan texta 61016 eller ring 0800 40 50 40 och citera referens 682 av den 16 juni.
Man har vädjat till vittnen efter det att en kvinna på ett olämpligt sätt hade rört vid ett tåg som färdades mellan Aberdeen och Inverness.