三茂铁路（Sanshui-Maoming Railway），简称三茂线，是中国一条横贯广东省中部至西部的一条铁路，线路自广三线上的三水站出岔，经肇庆、新兴、阳春，西到广东省茂名市，是铁道部与广东省合资修筑的一条路网性地方铁路。

三茂铁路全长357千米，设计最高时速120千米/小时，为非电气化单线铁路，所有列车均由内燃机车牵引。

三茂铁路建于1958-1961年、1977-1991年。三水至云浮腰古镇段的91公里路轨于1983年建成，三茂铁路全线于1991年建成，1991年5月3日正式投入营运，全程单线铁路。

2004年2月29日，因广州铁路集团控股的三茂铁路股份有限公司管辖范围增加原由广铁集团羊城铁路总公司管辖的广三铁路，原广三铁路和三茂铁路正式合并为广茂铁路，取消三茂铁路此线路名称，但三茂铁路股份有限公司仍然负责管辖广茂铁路。同时铁道部将广茂铁路由二级线路调整为一级线路。

三茂铁路北连京广铁路，东接广深、广梅汕至华东铁路，南靠计划中广珠澳、茂名铁路、西通湘桂、南昆铁路，沟通云贵川湘桂五省，使广州、黄埔、湛江、深圳及香港港口连成一体，成为中国南疆与内地联系的第二条通道，对缓和广东物资流量受限，改善广东省经济布局，开发沿海地区资源，促进粤西地区经济繁荣产生重大影响。