对单机牵引起着限制牵引重量的坡度。在一个区段内限制坡度一定是最长最陡的坡道。设计线路纵断面时，限制坡度是最重要的技术标准之一。在一定机车类型下,列车牵引重量是以限制坡度为依据的,所以它能影响铁路的输送能力 。
牵引重量（吨）的计算公式如下：
式中是机车的计算牵引力(牛)；是机车的计算重量（吨）；ó和孋分别为机车和车辆的平均单位基本阻力(机车和车辆在平直道上前进时必须克服的阻力牛/ 吨)；是限制坡度值（‰）。
限制坡度的选定是选线工作中的一个核心问题。选定限制坡度有两个基本条件：一是地形，二是运量。运量是考虑限制坡度标准的前提，地形则是决定限制坡度标准的根据。在地形复杂的自然环境中，如何正确处理好运量和大自然的关系，以取得最佳的经济效果，是线路纵断面设计中一项头等重要的任务。
在山区选线时，线路的坡度应力求和线路走向的自然纵坡相吻合，经过努力后所定出的铁路线，自然坡度仍较大时，其最后无法避免的阻力，可以选用适当的机车予以克服。这样，一方面顺从自然定坡，另一方面借重型机车，以补救不足，就可以得出一条经济合理的铁路线。按照限制坡度接近自然坡度的方式所设计出来的线路纵断面，其工程量最小，线路最短。
在线路设计中，上下行方向的限制坡度，一般是一致的。但是有些线路上，上下行两方向的货运量差别很大而又较稳定时，在地形条件也合适的情况下，则可按重、轻车方向分别采用不同的限制坡度，即轻车方向的最大坡度可大于重车方向的限制坡度，以节省工程量。这种，按轻车方向设计的最大坡度，称为均衡坡度 。
按照平均自然坡度设计纵断面时，有时会遇到突然升高的越岭地段，就需要设计超越限制坡度的加力坡度。加力坡度就是加挂辅助机车把列车推挽上坡的一段特殊的坡道。
在中国铁路上有不少加力坡度的实例。较著名的有1909年修通的京张铁路以 33.33‰的“之”字坡通过了险峻的八达岭，还有20世纪40年代抗日战争时期修通的黔桂铁路，以27‰的坡度通过了桂黔两省分界处的凤凰山脉。1949年以后修建的铁路中，有于1952年修通的天兰线，在跨过陇山时采用20‰的坡度；1953年兴建的兰新线，在穿越乌鞘岭的路段中采用了20‰的坡度；1956年修通的鹰厦线，在通过武夷山和戴云山时分别采用了20‰及22‰的坡度；1957年修通的宝成线，在穿越秦岭时采用了30‰的坡度等等。
利用列车在高速运行中所储备的势能以克服超过限制坡度的特殊坡度称为动能坡度，用来克服不太长的局部困难地段，是单机牵引区段内的最陡的坡度。在纵断面上的适当地段，布置一段必要长度的下坡或平道，以保证列车在达到相当速度以后顺利地通过动能坡度。
凡是小于限制坡度的所有坡度，不影响铁路运输能力，均可列入一般坡度。一般坡度又可分为无害坡度和有害坡度。无害坡度的坡率较小，列车下坡运行时不需要制动，运营费用最省。有害坡度较无害坡度陡，列车下坡运行时，需要制动，运营费较大。
