ทางรถไฟสายมรณะ (ทางรถไฟสายน้ำตก หรือ ทางรถไฟสายกาญจนบุรี เดิมเรียก ทางรถไฟสายพม่า) เป็นเส้นทางรถไฟสายหนึ่งที่เริ่มต้นจากสถานีชุมทางหนองปลาดุก อำเภอบ้านโป่ง จังหวัดราชบุรี ผ่านจังหวัดกาญจนบุรี ข้ามแม่น้ำแควใหญ่ โดยสะพานข้ามแม่น้ำแคว ไปทางทิศตะวันตกจนถึงด่านเจดีย์สามองค์ เพื่อให้ถึงปลายทางที่เมืองตาน-พยูซะยะ ประเทศพม่า

ในอดีตทางรถไฟสายมรณะมีความยาวจากหนองปลาดุกถึงสถานีตาน-พยูซะยะ รวม 415 กิโลเมตร แบ่งเป็นทางรถไฟที่อยู่ในเขตประเทศไทยประมาณ 303.95 กิโลเมตร และอยู่ในเขตพม่า 111.05 กิโลเมตร มีจำนวนสถานีทั้งหมด 37 สถานี ทางรถไฟสายนี้สร้างขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 โดยใช้แรงงานเชลยศึกฝ่ายสัมพันธมิตรและกรรมกรชาวเอเชียที่กองทัพญี่ปุ่นเกณฑ์มาสร้าง เพื่อใช้เป็นเส้นทางยุทธศาสตร์ผ่านประเทศพม่า

ปัจจุบันเส้นทางนี้ไปสุดปลายทางที่ป้ายหยุดรถไฟน้ำตกไทรโยคน้อย บ้านท่าเสา ระยะทางจากสถานีกาญจนบุรีถึงสถานีน้ำตกเป็นระยะทางประมาณ 77 กิโลเมตร การรถไฟแห่งประเทศไทยเปิดเดินรถบนเส้นทางนี้ทุกวัน และมีการจัดรถไฟขบวนพิเศษสายกรุงเทพฯ-น้ำตก ทุกวันเสาร์ อาทิตย์ และวันหยุดราชการ จุดที่นักท่องเที่ยวให้ความสนใจมากคือช่วงสะพานข้ามแม่น้ำแคว และช่วงโค้งมรณะ หรือช่วงระหว่างสถานีรถไฟลุ่มสุ่มและป้ายหยุดรถไฟถ้ำกระแซ ซึ่งเป็นช่วงที่มีการสร้างสะพานเลียบริมหน้าผาและแม่น้ำแควน้อย มีความยาวประมาณ 400 เมตร