Для повышения безопасности поезда оборудуют различными приборами и устройствами, большинство из которых размещены в кабине машиниста. Для контроля за сигналами светофоров поезд оборудуется АЛС — автоматической локомотивной сигнализацией. Она считывает с пути специальные сигналы, поступающие от находящегося впереди светофора, расшифровывает их и на мини-светофоре (локомотивный светофор), находящегося в кабине, дублирует сигналы впереди стоящего светофора. Для проверки бдительности машиниста служит так называемая рукоятка бдительности (РБ, конструктивно она выполнена в виде кнопки, либо педали). При смене показания на локомотивном светофоре, а также в случае, если машинист длительное время не менял положения органов управления тягой и тормозами, раздаётся звуковой сигнал, который нередко дублируется световым (в ряде случаев световой сигнал загорается перед звуковым). Услышав звуковой сигнал (либо увидев световой), машинист должен сразу же нажать на РБ, в противном случае, по истечении некоторого времени (5—10 секунд), автоматически будет применено экстренное торможение. Периодическая проверка бдительности также осуществляется при подъезде поезда к светофору с запрещающим показанием . Зачастую для контроля за бдительностью машиниста используют датчики, которые измеряют его физиологические данные (пульс, давление, наклон головы).[12][27][28]

Для контроля за скоростью в кабине установлен механический скоростемер. АЛС и скоростемер постоянно взаимодействуют друг с другом. Так в случае проезда светофора с красным огнём со скоростью выше 20 км/ч сработает экстренное торможение. Помимо этого локомотивный скоростемер выполняет функцию чёрного ящика[29]. В его верхней части устанавливается бумажная лента, на которую записывается ряд параметров: время, скорость, пройденное расстояние, давление в напорной и тормозной магистралях, а также в тормозном цилиндре, показания локомотивного светофора. В настоящее время на российском подвижном составе происходит замена АЛС и скоростемера на КЛУБ (комплексное локомотивное устройство безопасности) (см илл.). Он выполняет функции скоростемера и АЛС, а также ведёт контроль за скоростью.[28][30]

Для контроля за состоянием оборудования предназначены различные датчики и реле (реле боксования, реле перегрузки), сигнальные лампы от которых выведены на пульт машиниста. Пассажирские поезда оборудуют пожарной сигнализацией, извещатели которой располагают в салонах и тамбурах. Для контроля за ходовой частью вагонов и локомотивов, на железнодорожном пути располагают различные датчики. Они позволяют обнаружить многие дефекты, среди них: перегрев букс, повреждение ходовой части, нарушение габарита. Безопасность движения, за счёт уменьшения нагрузки на машиниста, повышает и САВП — система автоведения поездом (автомашинист). В настоящее время большинство поездов метрополитена управляется автоматикой, на пригородных электропоездах её, в основном, используют для подсказок (предупреждает об ограничениях скорости, показаниях светофоров, а также объявляет остановки).[30][31]