土西铁路 （Турксиб），全名为土库曼斯坦-西伯利亚铁路 （Туркестано-Сибирская магистраль）是一条连接西伯利亚铁路和中亚细亚的铁路线。南起塔什干以北 （自中亚铁路分出），向东北经奇姆肯特、塔拉兹、比什凯克到哈萨克最大城市阿拉木图。此后向北经巴尔喀什湖东端与来自中国新疆的精伊霍铁路在霍尔果斯口岸汇合，与中国的兰新铁路在阿拉山口汇合，经巴尔瑙尔，最后在新西伯利亚连接西伯利亚铁路。

早在第一次世界大战前和中从当前的土西铁路的两端开始修建铁路。

从东边这是1915年开始使用的650千米长的阿尔泰铁路（Алтайская железная дорога），这条铁路从新西伯利亚经巴尔瑙尔至塞米伊。

从西边从俄罗斯中部和塔什干之间向塔拉兹修建铁路。1917年俄国二月革命和十月革命使得这个工程暂时停止。此时这条铁路长200千米，离目的地还有70千米。苏联国内战争结束后工程又开始。1921年铁路修到塔拉兹，1924年到达比什凯克，此时它长约550千米。

1927年在苏联的第一个五年计划中将这两条铁路通过哈萨克斯坦东南部的草原和半沙漠连接到一起成为一个被宣传广泛的大项目。

1929年苏联拍了一部纪录片来宣传这个工程。这部纪录片被看作是苏联无声电影晚期纪录片中的代表作之一。土西铁路这个名称也是这个时候出现的。

1931年全长1452千米的连接线路开通。原有的两端的铁路线也被并入土西铁路，使得它的总长度到达2351千米。这样正在开发的西伯利亚与苏联的中亚部分连接到了一起。通过已有的塔什干铁路它与费尔干纳盆地中的杜尚别。除此之外通过1880年代已经建造的铁路它还可以通到撒马尔罕、布哈拉、阿什哈巴德和最后通到里海边的土库曼巴希。

土西铁路于1931年1月2日开通后拥有一个自己的铁路局，但是它仅管理该铁路的部分线路。

1953年通往卡拉干达的铁路开通。

1958年6月13日土西铁路的铁路局也接管通往卡拉干达的铁路。

在俄罗斯苏维埃联邦社会主义共和国境内的大部分段落不属于土西铁路铁路局管理，而是受西伯利亚的铁路局管理。至1918年为阿尔泰铁路局，从1934年至1961年为东西伯利亚铁路局，此后为西西伯利亚铁路局。当前该铁路局依然管理俄罗斯境内的部分。

1970和1980年代里土西铁路的组织多次更变。1991年苏联解体后从俄罗斯和哈萨克斯坦的边境开始的大部分线路及其支线属于哈萨克斯坦国家铁路（?аза?стан Темiр Жолы）。它是哈萨克斯坦南部的重要交通线路。

从1989年开始土西铁路开始逐渐从西部电气化。从2003年开始在阿拉木图和哈萨克斯坦的新首都阿斯塔纳之间运行哈萨克斯坦最快的火车：泰尔戈列车。

土西铁路的一条单轨的、没有电气化的支路是吉尔吉斯坦国家铁路（Кыргыз Темир Жолу）的铁路线。