直通运转或称跨线运行、贯通运营，是指不同铁道公司或线路的列车行驶到其他铁轨上的一种运行方式，多为客运列车所采用。直通运行的方式让乘客得以减少换乘次数、提高客运效率，虽然直通的线路名义上仍然是多条线路，但是个别列车的运营里程会增加。
直通运转主要是为了解决在头尾相接线路中乘客需要在相接站点换乘的问题，减少乘客的换乘次数、并提高载客效率。
通过直通运行，乘客可以免去下车等待的时间，提高了出行的效率；而两线相接的车站也减少了站内换乘的客流压力；但同时亦有可能因两线之号志、供电、通行方向、轨距等系统规格不同而提升整合及营运的复杂程度。
简单的说，所谓的直通运转，就是A线路的电车可以跑到B线路的轨道上。
然后B线路的电车也可以跑到A线路的轨道。
比如：
乘客从东京都的和光市出发，想去横滨市的中华街，正常情况下，原本需要先搭乘东京地下铁公司的副都心线到涉谷站，换乘东京急行铁道公司的东横线到横滨站，再换乘横滨高速铁道公司的港未来线才可以到达 元町·中华街站。|
有了直通运转之后，则可以在特定时段，和光市站直接坐到元町·中华街站，中途不需要下车转车，可以省略转车的时间与麻烦。
日本不少城市的铁道，相互之间都有直通运转。
因此，去日本游玩，在有直通运转的铁道乘车时，要小心，也许睡过头之后，就出省了….XD
另外，你们知道吗？“直通运转”不只是日本专属，广州也有哦！
为了缓解高峰客流，广州地铁从2013年5月27日开始，每日早高峰时期增开数趟同和直达大石的短线车，该车从同和站开至体育西路站后，将不再折返回机场南方向，而是直接开至大石站，中途无需下车换乘。假如想体验广州特色的“直通运转”，建议要留意车站广播及告示。
