机车重联（也称多机重联）是铁路运输中一种常见的运行模式，指的是两台或以上的机车牵引同一列车，以增加运力、应对爬坡路段或编排更多车辆的需求。

“多机重联”在铁路术语中，是指以两台或以上的机车牵引的列车。在列车需要行走爬坡路段、载重大或编排更多车辆等情况下，便需要使用“重联”。进行重联的机车需具备性能相近的条件，以避免速度不一致导致的车辆与路轨滑动和摩擦，进而引起不良后果。在蒸汽机车时代，每辆机车都需要司机及司炉操作。随着柴油及电力机车的出现，通过机车间的重联插座传递指令，可以直接控制多台重联机车，从而简化操作。

在固定重联机车中，各重联节通过风琴式接口、永久车钩及多条固定电缆接驳，确保机车之间的稳定连接。这种方式在某些机车型号中非常普遍，如中国的韶山4型电力机车、东风11G型柴油机车以及部分“和谐”系列交流电机车型号通常以双机固定重联方式行走。

国铁集团的机车大多可以通过非电气方式重连，而同型号的车辆部分具有电气重连能力。在未来，新研制的“和谐”系列机车中，双机固定重联将变得更加普遍，以适应中国复杂多变的地形。然而，原先以固定重联方式设计的HXD1G及HXD3G机车（现作为CR200J动车组的一部分）将来不会以此模式运行。在1990年代初，广九铁路英段（今港铁东铁线）曾经以重联方式运行英制通勤列车，但随着列车翻新工程的展开，这种重联方式不再使用。城际直通车在遇到恶劣天气或机头故障时，会采用双机重联方式运行。此外，港铁将机车重联分为“相连机车”和“串联机车”两种方式。

在大秦铁路股份有限公司、国家能源集团等企业辖下的铁路上，电力机车（如韶山4B型、和谐1型、和谐2型）通常以双机甚至六机固定重联方式行走，以应对超过100节煤炭货车的运输需求。

广州地铁3号线曾尝试“小编组，高密度”的车辆编组模式，但由于客流量大，最终将所有3节车厢的列车重联为6节车厢，以提高载客量。

在加拿大，由于货运线与客运线的不同，以及线路经过冰川、森林等地形，通常需要两台或以上的机车重联才能完成从温哥华到内陆的运输。

美国是机车重联使用较为广泛的国家，尤其在横贯铁路上，常见二重连、三重连甚至五重连的情况，以牵引数百辆、全长近三公里的货运列车。

在南非，货运线通常以蒸汽火车二重连运行，而客运车中的“蓝色列车”则是二重连的代表。