Transkafkasya Demiryolu (Rusça: Закавка́зская желе́зная доро́га Zakavkazskaya jeleznaya doroga), 1871-1991 yılları arasında Rus İmparatorluğu ve Sovyetler Birliği döneminde Güney Kafkasya'da faaliyet gösteren bir demiryolu hattıydı.
Demiryolu, Rus İmparatorluğu tarafından Karadeniz'i Hazar Denizi'ne bağlayan stratejik bir demiryolu olarak finanse edildi. Demiryolu, Rus ordusunun Kafkasya'yı daha iyi kontrol etmesine sağlayacaktı. Ayrıca, Trans-Hazar Demiryolu ile birlikte Rusya, Orta Asya'dan birlikleri daha hızlı bir şekilde taşıyabiliyordu. Demiryolu, 1865-1922 arasında özel bir şirket ve 1922-1991 arasında Sovyetler Birliği Demiryolları Bakanlığı tarafından işletildi.
1920 Gümrü Antlaşması ile Türkiye'nin doğu sınırlarının belli olmasının ardından 1927 yılında hattın Türkiye'de kalan kısmı Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları tarafından satın alındı. 1991'de Sovyetler Birliği'nin dağılması'nın ardından hat yeni bağımsız devletlerin kontrolüne geçti.