A CPTM possui uma frota operacional composta de vários tipos de trem. Cada modelo é adequado às diferentes características de trajeto, seja a sinalização, topografia, distância entre as estações e até a quantidade de passageiros atendidos pela linha. Os trens são de várias origens e foram fabricados em épocas diferentes. Os mais antigos foram ou estão sendo modernizados pela CPTM.

Todos os modelos apresentam carros de aço inoxidável ou de aço carbono com 4, 6 ou 8 portas. Ao todo, a CPTM opera hoje com 11 modelos de trens. Os mais modernos são os trens alemães, série 3000 fabricados em 2001 pela SIEMENS, ajudam a compor a Linha 9 (Osasco - Jurubatuba)