马德里地铁是西班牙首都马德里的地下铁路系统，于1919年10月17日由当时国王阿方素十三世开幕。共有281个车站，其中27个为两线转乘站，12个为3线转乘站，1个是四线转乘站（美洲大道站，Avenida de América，包含四号线，六号线，七号线和九号线）。全个地铁网路包括十二条主线及一条支线，合计长度为284公里。有3站提供同线转乘，以前往其他地区，而有21站提供与马德里近郊线的转乘。

十九世纪末，马德里市中心，尤其于太阳门(Puerta de Sol)周围，是以电车及马车作为交通工具，直至1892年，有人提议兴建地铁。工程师法里亚计划兴建五条地铁线，而该五条路线可以同时作货运用途。虽然法里亚已得到批准兴趣，但工作最后未有执行。

直至1913年，马德里人口已达60万。当时三位工程师提出一个新地铁方案，建议兴建四条地铁路线，总长度154公里，而这四条路线就是现时马德里地铁的1至4号线。工程于1916年9月19日展开。

1919年10月17日，第一条地铁正式通车，来往太阳门(Puerta de Sol)及Cuatro Caminos站，长3.48公里，共设8站，由当时国王阿方素十三世主持启用仪式。这种新类型交通工具十分成功，第一年使用人次已超过一千四百万。 1924年，地铁推出来回车票。两年后，路线长度已达14.8公里。

1955年，根据法令，马德里地铁公司正式成立。新公司将负责服务运作及购置列车，政府则继续负责新线的基建事宜。月台延长工程也在此时开始，由60米增加至90米，以容许使用设有6列车厢的列车。

因财政问题，政府于1978年根据皇家法令，接管马德里地铁公司，而自从1975年西班牙恢复民主政制后，之后数年，路线网路已超过100公里。

1986年，马德里自治区及马德里市政府接管马德里地铁公司。于1995年至1999年数年间推出的发展计划，令数条新路线投入服务，使路线总长度超越170公里，并透过购买新列车，翻新车队。

现时马德里地铁共有316个车站，路线共长284公里，将马德里市中心及附近多个城镇连接，同时提供来往市中心及马德里巴拉哈斯机场的服务。

马德里地铁轨距为1445毫米（比标准轨长10毫米），靠左行驶，与西班牙境内其他铁路不同。造成差异的原因是直至1930年，西班牙国内尚未定出一致的道路通行方向（例如，直至1924年，马德里的车辆是靠左行驶，同时巴塞隆纳的须靠右行驶）。基于上述原因，同时为了节省因改变行车方向而改变讯号系统的昂贵成本，靠左行驶的设计得以保留。

现时地铁分为六个区域

马德里市区地铁(MetroMadrid)（收费区A）：马德里地铁的核心网路，占全网路长度三分之二，并包括轻铁一号线。

马德里地铁南支线(MetroSur)（收费区B1、B2）：包括12号线全段、10号线最后两站（Joaquín Vilumbrales 及Puerta del Sur），经过马德里南部多个主要城镇。

马德里地铁东支线(MetroEste)（收费区B1）：10号线延长段，由Estadio Olímpico站至Hospital de Henares 站一段

马德里地铁北支线(MetroNorte)（收费区B1）：指10号线La Granja 站至Hospital Infanta Sofía站一段，2007年通车，于Tres Olivos站设站内转乘，前往北支线沿线。

马德里轻铁西支线(Metro Ligero Oeste)（收费区B1、B2）：包括轻铁2、3号线，接驳马德里西部卫星城镇，于Colonia Jardín站连接地铁10号线。

马德里地铁TFM支线(TFM，Transportes Ferroviarios de Madrid，西班牙文指马德里铁路交通)（收费区B1、B2、B3）：9号线延长段，由Puerta de Arganda站至Arganda del Rey站。

马德里地铁大部份为地底路段，除以下路段设于地面：

Eugenia de Montijo - Campamento（五号线）

Puerta de Arganda – Arganda del Rey（九号线）

Lago – Casa de Campo(十号线)

及以下轻铁线路段

Virgen del Cortijo – Blasco Ibáñez 及María Tudor – Las Tablas

全段（Colonia Jardín – Estación de Aravaca），除Somosaguas Sur及Avenida de Europa两站、Prado del Rey站外至Somosaguas Centro站外一段及Campus de Somosaguas站外至Berna站一段

全段（Colonia Jardín – Puerta de Boadilla），除Montepríncipe 站内的一段隧道

于整个马德里地铁网路，弯道最小半径为90米（轻铁线除外），最大斜度为1/20。路轨须作压力测试，同时，当半径减至90米时，须放于混凝土上，以避免路轨因列车刹车所造成的磨擦及热力而导致变形。（同样原因，车站内的路轨亦设于混凝土上）

地铁隧道可根据样式及大小分为宽式及窄式两种类型（轻铁不属于以下任何一类）：

窄式（1至5号线及R线）：隧道阔6.86米，长5.36米，，距离地面较浅，大致依照街道方向而走。各站平均距离为630米。月台长度为60米（2、4号线及R线，以4列车厢行走）至90米（1、3、5号线，以6列车厢行走）不等。在这类线运行的列车，每节阔2.3米，长3.34至3.521米，长14.72米。

宽式（6至12号线）：隧道阔7.74米，长6.87米，距离地面较深，容许雇用人员于1990年后建成、固定直径8.07米的路线隧道工作。各站平均距离为850米，月台长度为110米至115米，而地铁北支线（MetroNorte）及东支线沿线（MetroEste）月台，则长90米。现时正准备延长该两线沿线月台，以容许6列车厢的列车行走。在这类线运行的列车，每节阔2.3米，长3.34至3.521米，长14.72米。距离地面最深的月台是6号线的Cuatro Caminos站，设于地面下49米。此外，因客量不足，11号线暂以窄式规格的列车行走，并以金属条作阶梯，以填补窄式列车及宽式列车的空隙。

2009年11月30日，世界第八大的地铁系统马德里地铁，在Accenture（NYSE：ACN）与GE企业解决方案中业务部门中的GE Fanuc智能平台的帮助下，成功地推出一项针对其运营和维护的改造计划，提供更高标准的运输服务。该名为“COMMIT”的项目旨在提高马德里地铁的经营业绩，提高其客户服务水平。

为了满足马德里地铁的运营目标，Accenture实施了一个新的业务模式并设计了维护技术基础设施，实时管理电梯、自动扶梯、能源分配和管理、电信、水力泵地铁、票务和旋转栅门等地铁设施的安装。该模式包括监测和自动化工具，拥有先进的故障和事件诊断能力以最大程度的减少服务中断，以及事故和设备故障分析的能力以降低维护成本，并最大化人力资源，远程维护和远程监控设备安装以提高效率。 GE Fanuc智能平台的监督控制和数据采集软件套件Proficy iFIX被安装作为解决方案的一部分。iFIX提供实时信息管理帮助马德里地铁更好地分析，在日常运作中贯穿更多可靠性和可视性，以及整个企业内部更多的灵活性和可扩展性。

2021年7月16日，格兰大道站经翻修后重新投用。

自COMMIT项目在2006年6月推行以来，马德里地铁获得了一系列收益，包括：

·在原有设备的基础上添加了三分之一而未影响到服务质量。实施的费用也得到了控制；

·二次现场视察的人力效率的提高解决了设备故障或失灵；

·实时获取提供服务的状况，增加了积极的客户体验；

·技术和内部服务管理的以及对供应商管理的改善。