詹天佑人字形铁路原理是利用火车前后的两个车头，当列车在上坡时，前面的火车头负责拉，尾部的火车头则负责推，如此便能满足上坡的动力。等到列车行驶过人字形线路的岔道口后，列车的前进方向就反过来，原先负责拉的车头改为负责推，原来处于列车尾部的车头变成列车的最前端，负责把列车往前拉。从而克服因周边高落差地势环境，而导致火车难以安全爬坡的困难。

人字形铁路是一种常见的、基础的和简单的铁路折返线，也是原始的铁路岔道模式。火车比汽车长很多，即使是一节机车的长度都与两三辆汽车的相当。如果只通过环形路线解决车头的导向问题，工作效率就会很低，而且无法让火车在完全不同的铁路线之间变轨。

人字形道岔的出现，轻松实现了列车变轨，亦加快了列车换向，让不同的铁路线能相互交汇融为一体组成路网。人字形岔道和三个不同方向的轨道路线共同形成人字形铁路。

现在，人字形铁路附近的青龙桥车站已经成为北京市的文物保护单位和纪念詹天佑先生的所在地。詹天佑所发明的人字形铁路已经成为一件举世瞩目的伟大工程。