スーパー戦隊シリーズの第38作目。鉄道列車をモチーフにしたヒーロー戦隊の活躍を描く本作は、登場人物の設定や身に付けるアイテム、さらには戦闘シーンや物語のドラマ要素に至るまで、ありとあらゆる部分に鉄道関係の要素が取り入れられており、徹底的なコンセプト作りがうかがえる作品となっている。最大の特徴は、メンバー同士で変身アイテムを交換することができる“乗り換え変身”であり、個々が複数の色と姿に変身してそれぞれの武器を使いまわすことができる仕掛けが取り込まれた。メインライターは「仮面ライダー電王」「特命戦隊ゴーバスターズ」の小林靖子。「轟轟戦隊ボウケンジャー」の大和屋暁、「鋼の錬金術師」の會川昇も脚本に参加している。
光り輝く線路“レインボーライン”とその上を走る車両“烈車”は、イマジネーション(想像力)を持つ者の目にしか映らない特別な存在で、無限の可能性を秘めている。しかし、世界を闇で支配しようと企む者が敷いた線路“シャドーライン”とその上を暴走する“クライナー”の妨害に遭い、レインボーラインは長年熾烈な戦いを強いられてきた。シャドーラインが闇の皇帝を復活させようと邪悪なステーション(駅)の増強計画を進める中、青年ライトは幼馴染みのトカッチ、ミオ、ヒカリ、カグラと思いがけない再会を果たし、烈車戦隊トッキュウジャーとして悪に立ち向かう。