Тягової характеристикою локомотива називають графічну залежність дотичної сили тяги від сталої швидкості руху при різних режимах енергосилових установки в межах обмежень по надійності, стійкості і безпеки руху.
Для підвищення провізної і пропускної здатності доріг при обмеженій потужності генераторів енергії необхідно мати гіперболічного тягову характеристику тепловозів. У такому випадку потужність дизеля використовується більш повно при різних швидкостях руху. Графічний вид тягової характеристики тепловоза визначається типом, параметром тягової передачі і її обмежувачами.
У електровозів немає обмеження в одержуваної енергії, а змінна зовнішнє навантаження не впливає на режим і параметри генераторів енергії - електростанцій.
Магістральні тепловози і електровози змінного струму мають тільки паралельне з'єднання двигунів, і тому тягові характеристики при з'єднаннях С і СП відсутні.
Регулювання швидкості і сили тяги зміною збудження тягових двигунів у тепловозів проводиться автоматично, а у більшості електровозів - зміною позиції контролера при швидкостях, встановлених нормами ПТР.
Таким чином, тягові характеристики локомотивів мають обмеження за ресурсами і по надійності роботи: у тепловозів - по дизелю, по тягової передачі, по зчепленню і конструкційної швидкості; у електровозів - по тяговим двигунам, по зчепленню і по конструкційної швидкості.
Тягову характеристику локомотива можна Fk = f (V) можна розрахувати і побудувати виходячи з електромеханічних характеристик тягового електродвигуна, віднесених до обода рушійних коліс.
Основними електромеханічними характеристиками тягового електродвигуна, віднесеними до обода рушійних коліс, є залежність швидкості руху локомотива від струму електродвигуна V = f (I д) (швидкісна характеристика) і залежність сили тяги, яка реалізується однією рушійною колісною парою, від струму електродвигуна Fkд = f (I д) (електротяги характеристика).
Електромеханічні характеристики, віднесені до обода рушійних коліс, для тягових електродвигунів приведені на малюнках 12.1-12.6 ..
Для побудови залежності Fk = f (V) необхідно задатися кількома (п'ятьма-шістьма) значеннями струму електродвигуна (наприклад, 200 А, 300 А і т.д.) і по електромеханічних характеристикам визначити відповідні значення сили тяги Fkд і швидкості руху V.
Повна дотична сила тяги локомотива визначається за формулою:
де m - кількість тягових двигунів на локомотиві.
Отримані дані зручніше звести в таблицю 12.1.