En términos matemáticos, una catenaria es la curva que adoptaría por la acción de la gravedad un cable pesado y perfectamente flexible colgado entre dos soportes; en el ferrocarril, donde se emplean tramos de hasta 2 km, es la línea aérea de contacto de suspensión longitudinal, a través de la cual el pantógrafo de las locomotoras eléctricas capta la corriente de tracción. En una doble vía, va suspendida de unos postes situados a intervalos de hasta 73 m; cuando hay cuatro o más vías, se emplean hilos de flechar o pórticos transversales a la línea. En el primer sistema, se tiende un cable entre sendos postes situados a cada lado de la línea. Un cable sustentador secundario, suspendido por debajo mediante péndolas, lleva unos brazos a los que va fijado el hilo de contacto. En este caso, pues, el hilo de toma de corriente está en ángulo recto respecto a la catenaria. Los tramos de catenaria se solapan de tal modo que el suministro de corriente al pantógrafo no se vea interrumpido. En algunos de estos solapes, los dos tramos están conectados eléctricamente mediante un seccionador de corte de corriente, que se acciona desde el suelo para cortar la corriente cuando se van a efectuar labores de revisión o mantenimiento de la catenaria. En cada tramo, la catenaria está anclada en el punto central, pero, en los otros postes, los brazos que sustentan el hilo de contacto pueden girar para permitir la contracción y dilatación del cable. Para compensar el desgaste del frotador del pantógrafo, en vía recta el hilo de toma de corriente se coloca en zigzag. El cable va fijado a un brazo que se desliza por el brazo de atirantado para ajustarlo, con objeto de conseguir el "zigzagueo". Existen dos métodos para instalar el hilo de contacto, denominados "abierto" y "cerrado", y en vía recta se emplean en postes alternos.

Red Nacional
 En Gran Bretaña, la corriente eléctrica es suministrada a la catenaria desde subestaciones conectadas a la Red Nacional (National Grid). Están situadas a intervalos de entre 30 y 50 km. A medio camino entre cada dos subestaciones, hay una zona neutra, un tramo de catenaria aislado y no conectado a ninguna subestación que se usa para evitar que dos subestaciones puedan estar en paralelo. Los disyuntores de las locomotoras y coches motores se abren automáticamente al aproximarse a la zona neutra, y se vuelven a cerrar al llegar al siguiente tramo electrificado. Hay otros seccionadores, en este caso accionados por control remoto, alojados a lo largo de la línea en armarios, en los solapes, a medio camino entre zonas neutras. La alimentación de corriente se controla desde los Centros de Telemando en los que el estado de todos los interruptores y otros datos se muestran en un gran panel frontal. Cuando los interruptores se abren por un fallo, los operadores del Telemando tratan, en primer lugar, de volver a cerrarlos mediante pulsadores situados en el propio tablero de control y, si no lo consiguen, envían a los técnicos para que localicen y solucionen el problema. Los operadores también son responsables de aislar tramos de catenaria para permitir las labores de mantenimiento. En aquellos tramos de la línea donde la corriente de retorno de los trenes que circula por los carriles puede interferir con circuitos telefónicos subterráneos, se tiende un conductor de retorno hasta el pie de los postes; unos transformadores se encargan de hacer pasar la corriente del carril al conductor.

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