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  機務段是中國鐵路負責機車運用、維護的一線運輸單位。2005年3月18日之前,機務段隸屬於各鐵路分局,一般為副處級單位;此後,機務段直屬於鐵路局/集團,為處級單位。

  在冊職工平均10人對應編制運用1臺機車。

  中國大陸鐵路系統的機車乘務制度採取如下制度:

  哈爾濱鐵路局5個:哈爾濱機務段、齊齊哈爾機務段、牡丹江機務段、佳木斯機務段、三棵樹機務段;  瀋陽鐵路局8個:瀋陽機務段、甦家屯機務段、錦州機務段、吉林機務段、通遼機務段、白城機務段、梅河口機務段、大連機務段;  呼和浩特鐵路局2個:包頭西機務段、集寧機務段;  北京鐵路局7個:懷柔北機務段、北京機務段、豐臺機務段、天津機務段、唐山機務段、石家莊電力機務段、邯鄲機務段;  太原鐵路局3個:太原機務段、湖東電力機務段、侯馬北電力機務段;  濟南鐵路局3個:濟南機務段、濟南西機務段、青島機務段;  鄭州鐵路局3個:鄭州機務段、新鄉機務段、洛陽機務段。  上海鐵路局5個:上海機務段、南京東機務段、杭州機務段、合肥機務段、徐州機務段;  武漢鐵路局3個:武昌南機務段、江岸機務段、襄陽機務段;  西安鐵路局3個:西安機務段、新豐鎮機務段、安康機務段;  烏魯木齊鐵路局3個:烏魯木齊機務段、庫爾勒機務段、哈密機務段;  南昌鐵路局4個:南昌機務段、福州機務段、向塘機務段、鷹潭機務段;  成都鐵路局4個:重慶機務段、貴陽機務段、西昌機務段、成都機務段;  蘭州鐵路局3個:蘭州西機務段、嘉峪關機務段、迎水橋機務段;  南寧鐵路局2個:南寧機務段、柳州機務段;  昆明鐵路局2個:昆明機務段、開遠機務段;  廣州鐵路集團公司6個:廣州機務段、長沙機務段、株洲機務段、懷化機務段、龍川機務段、海口機務段;  青藏鐵路公司2個:西寧機務段、格爾木機務段。

  在港鐵系統中,只有東鐵線設有嚴格意義上的機務段,即位於羅湖編組站的機車行車室,負責前九鐵系統內所有用於工程及大規模車務調動的本務機車(包括CKD0A型內燃機車、ER20型柴油機車等)的運用、維修。此機務段前身設於紅磡站,因應沙田至中環線工程而於2012年遷置。而在2010年終止貨運及1983年電氣化前,「機車行車室」亦分別擔當貨運及客、貨運機車整備。  至於用作擔當廣九直通車本務機的Re465型電力機車,則配屬港鐵何東樓車廠,並在該廠進行全部維修。  除此之外,港鐵各車廠亦設有小型機務段(一般與軌道工場並置),以停泊調車機車、道碴搗固車及路軌碾磨車。  在組織架構方面,機務段絕大多數是附屬於車廠,並歸於港鐵車務處管轄,當中其最高階負責人員一職統稱為「調車場主管」(包括車廠列車主任)。

  在臺灣鐵路管理局(普速鐵路系統)架構當中,各機務段/機廠由管理局轄下的機務處統管,並分為「機廠」、「機務段」及「檢車段」三級。機廠負責機車、客車及動車組大架修,而機務段僅提供空間停泊機車、客車及城際動車組,以及進行定修。而在臺灣高鐵系統,則只設「機廠」(車廠)一級。
機務段是存放、維護、檢修鐵路機車的單位。出車時,將機車從機務段裡調至站場,與將要牽引的列車連線;完成運輸任務後,機車從車廂摘下,回段存放檢修。機務段的工作通常包括清洗、加油、加水、檢修、除塵等,但具體工作也隨各地鐵路運輸規章的規定而有所變化。