Die Zillertalbahn ist eine Schmalspurbahn mit einer Spurweite von 760mm (Bosnische Spurweite). Sie führt von Jenbach nach Mayrhofen.

Eigentümer und Betreiber der Strecke ist die Zillertaler Verkehrsbetriebe AG - vormals Zillertalbahn AG - mit Sitz in Jenbach, ein Unternehmen, an dem vorrangig die Gemeinden des Erschließungsgebietes beteiligt sind.

Seit Ende der 1860er Jahre wurde aufgrund der schlechten Verkehrsverhältnisse im Zillertal immer wieder vereinzelt in der Presse gefordert, eine Eisenbahnstrecke zu bauen. Die vorhandene Straße war schlecht befahrbar verlief beispielsweise durch Sümpfe. Auch mussten Reisende nach Mayrhofen eine Übernachtung in Zell am Ziller einplanen.

Doch erst 1892 wurden sich die Gemeindevorsteher einig und gründeten ein sogenanntes Bahnkomitee, welches dann drei Jahre später den Bahnbau endgültig beschloss. Mehrere Projekte wurden in Erwägung gezogen, von Brixlegg aus entlang des rechten Zillerufers, die heutige Linienführung und eine Verbindung zur Krimmler Bahn über Gerlos.

Auch die Frage, ob die Normalspur oder die kleinere Bosnische Spurweite (760mm) verwendet werden sollte, wurde erwogen. Kostengründe und militärische Erwägungen ergaben aber den Ausschlag zugunsten der Schmalspurvariante. Als Unternehmensform wählte man die Aktiengesellschaft zur Beschaffung des Grundkapitals. Im Juli 1898 wurde schließlich das erforderliche Stammkapital in Höhe von 150.000 Gulden oder 300.000 Kronen, heute etwa 1,2 Mio ? erreicht.

Um die nötige staatliche Konzession zu erhalten, bestimmte man einen Landtagsabgeordneten, einen Hotelier, sowie einen Arzt, alles angesehene Bürger, als Bewerber. Erteilt wurde die Konzession am 2. Dezember 1895 durch den k.k. Eisenbahnminister Heinrich von Wittek, und am 26. Dezember 1899 wurde die Zillerthalbahn Actiengesellschaft gegründet. Im Jahr 1900 war der Baubeginn , am 31. Juli 1902 konnte die gesamte Strecke Jenbach-Mayrhofen trotz finanzieller Schwierigkeiten in Betrieb genommen werden.

Als Anfangsausstattung besaß die Gesellschaft zwei Dampflokomotiven, 10 Personenwagen und 22 Güterwagen. Eine bessere finanzielle Unterlage erhielt die Bahn von 1927 bis 1976 durch das Magnesit-Bergwerk in Vorderlanersbach.

Mitte der 1960er Jahre sollte die Zillertalbahn allerdings zugunsten des Ausbaus der Zillertalstraße eingestellt werden, aber durch den Bau des Speicherkraftwerks in Mayrhofen (Bauzeit 1965 bis 1971), konnte die Bahn durch die Lieferung von Baumaterial (325.000 Tonnen Zement) und Gerät ihren Weiterbestand sichern. Für diese Transportaufgabe wurden Rollwagen und zwei weitere Dieselloks für die Güterzüge angeschafft.

Seit 1980 werden Gleise und Fahrzeuge grundlegend erneuert. Seit 2003 ist die neue, verstärkte Innbrücke bei Rotholz in Betrieb. Im Jahr 2007 begann der teilweise zweigleisige Ausbau der Zillertalbahn. Die Strecke dient heute vor allem dem Nahverkehr, touristischen Zwecken und im Güterverkehr dem Holztransport.

Im Bahnhof Jenbach trifft die Zillertalbahn auf die Westbahn, welche als Normalspurbahn von Wien über Linz, Salzburg und Innsbruck nach Bregenz führt. Ebenfalls in Jenbach hat sie auch Anschluss an die Achenseebahn, eine meterspurige Zahnradbahn. Somit treffen in Jenbach als einzigem Ort in Österreich drei verschiedene Spurweiten aufeinander.