日本國土約四分之三為山地，鐵路與隧道密不可分。過去因技術等限制會避免挖掘隧道，但現代已興建多條全長數十公里的長大隧道。
日本最長的鐵路隧道是連接本州與北海道的青函隧道。全長約53.85公里，開業時曾為世界最長的隧道，至今作為海底隧道與複線鐵路隧道仍為世界最長。
青函隧道行經北海道新幹線與在來線的海峽線。青函隧道原本以新幹線行駛為前提建造，但開業時僅鋪設在來線軌道，特急「はつかり」（後來的「白鳥」「スーパー白鳥」）、快速「海峡」、臥舖特急「北斗星」以及貨物列車等均曾通過。
在2016年北海道新幹線開業前增設了新幹線用軌道，現在在來線與新幹線的雙軌皆已鋪設（其中一條為新舊共用），形成「三線軌條」，新幹線「はやぶさ」「はやて」、貨物列車，偶爾還有豪華旅遊列車「TRAIN SUITE 四季島」等通過。
不過，奪走青函隧道世界最長頭銜的是瑞士的「ゴッタルドベーストンネル（Gotthard Base Tunnel）」。該隧道於2016年啟用，貫穿阿爾卑斯山，全長約57公里，是一條長大陸上隧道。但因其採各方向單線結構，作為複線隧道而言，目前仍由青函隧道保有世界最長的地位。
國內陸上隧道最長的是位於東北新幹線七戶十和田～新青森間的「八甲田隧道」，全長約26.5公里。雖然在成為鐵道隧道正式供用前，但自2005年2月貫通起，直到兩個月後被瑞士隧道打破紀錄前，曾經是世界最長的陸上隧道。
不過，正在延伸中的北海道新幹線在新函館北斗～新八雲（暫稱）間預定設置全長約32.7公里的「渡島隧道」，若完工並開始供用，將會改寫八甲田隧道在國內陸上隧道最長的紀錄。
此外，雖然一般不會把它視為單一隧道，但都營地下鐵大江戶線的隧道總長已超過八甲田隧道的長度。
大江戶線的營業里程約40.7公里。以地下鐵而言，複線隧道、單線隧道與與其他路線的聯絡線等因素，使得嚴謹計算隧道總延長並不容易，但若僅以地下區間長度來看，東京都心也能體驗到長大隧道帶來的移動感。