탱크식 증기 기관차(Tank Locomotive)는 탄수차를 연결하지 않고, 물하고 연료를 차체에 직접 싣고 다니면서 운행하는 증기 기관차로, 탱크 기관차라고도 부른다. 이와 반대로, 뒷부분에 탄수차가 연결된 차량은 텐더식 증기 기관차로 구분한다.

• 그 크기가 비교적 컴팩트하며, 연결기 등의 번잡한 장치를 줄일 수 있다.
• 아울러, 후방 시야가 텐더식 증기 기관차보다 비교적 양호하기 때문에, 후진 운전이 편리하다(후진 운전 시 신호수가 필요없음).
• 물의 추가 적재를 통해 점착력을 조절할 수 있어 운전시에 활용할 수 있다.
• 또한, 비교적 소형이므로 하중이 적은데다, 운행 속도가 비교적 빠르다.
• 텐더식에 비해 제작비용이 저렴하다.

• 텐더식에 비해 보일러의 용적을 늘리기 어려우므로, 항속거리가 짧다.
• 차량의 하중이 변동하기 때문에 운전시나 운행 계획시에 배려가 필요하다.
• 크기의 제약이 커서 출력이나 견인력 면에서 비교적 약하기 때문에, 대량 수송하고 장거리 운행에는 적합지 않다.
• 대부분의 탱크식 증기 기관차는 전차대 같은 회차 시설을 두기 어려운 지선 구간이나, 단거리 열차의 견인, 역 구내의 입환 작업 용도로 널리 사용된다.

탱크식 증기 기관차의 경우, 물 탱크의 설치 방식에 따라서 세부적인 분류 방식이 존재한다.

새들 탱크 식

물 탱크를 보일러 위에 걸쳐놓는 듯한 형태로 설치하는 방식. 말 안장과 유사하게 설치되어 새들(saddle) 탱크라 부른다.

패니어 탱크 식

보일러의 좌우로 2개의 물탱크가 설치되어 있는 방식.

사이드 탱크 식

패니어 탱크 식과 비슷하게 좌우로 구분되어 있으나, 차체 프레임까지 탱크가 아래쪽으로 내려와 설치되어 있는 방식. 가장 흔한 방식이다.

리어 탱크 식

물 탱크가 운전석 뒤쪽의 석탄 적재함 아래에 설치되어 있는 방식.

웰 탱크 식

차량 하부에 물 탱크가 설치되어 있는 방식.

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