En bybane er en sporvognslinje (sporvei) og en type lettbane som i stor grad kjører adskilt fra annen trafikk. Sammen med prioritert ferdsel i lyskryss (signalprioritering) gjør dette at den kan holde høyere fart enn en bytrikk i blandet trafikk uten signalprioritering – i tillegg til at sikkerheten er bedre. Typisk toppfart er 70–100 km/t, i noen få tilfeller opptil 114 km/t for kombitrikker som også går på det ordinære jernbanenettet. I blandet trafikk (selv med signalprioritering) er hastigheten sjelden mer enn 40–50 km/t. Vanligvis ligger også holdeplassene – særlig i bysentrene – så tett at sterk akselerasjon er viktigere enn høy toppfart. Typisk gjennomsnittsfart med stopp er 25–35 km/t med en avstand mellom holdeplassene på ca. 0,7-1,5 km, dvs. som tunnelbanen eller litt langsommere.

Bybanen kan sies å være et mellomstadium hvor ytterpunktene dannes av henholdsvis tunnelbanen (metroen) fullstendig skilt fra annen trafikk – og gatesporvognen i blandet trafikk uten noen slags prioritering. I tillegg kan noen bybanevogner gå på det ordinære jernbanenettet. Dette gjelder både kombitrikker med to strømsystemer – og sporvogner som på deler av strekninger går i selskap med f.eks. dieseldrevne godstog, som jo ikke trenger noe strømsystem.

Forsøk på å definere «bybane» kan kanskje virke som akademiske spissfindigheter. Noe lignende gjelder tilsvarende uttrykk i andre språk. Tyskland, den moderne eller gjenfødte bybanes hjemland, har en felles forskrift for alle slags trikker og bybaner.^[1]

«Bybane» virker kanskje mer moderne enn «trikk», akkurat som light rail er sagt å være mer trendy enn streetcar^[2] og interurban. Singapores Light rail transit (en språklig krysning mellom USA-engelsk light rapid transit og britisk-engelsk light rail) går på en ustandard skinnegang og tilsvarer helst det som i Norge kalles automatbane. Betegnelsene Tram-Train og Tram-Treno beskriver derimot en realitet; kombitrikkene kjennes jo nettopp ved at de kan kjøre både som trikker i gatene og som tog på ordinære jernbanelinjer. Også på engelsk foretrekkes imidlertid betegnelsen Tram-Train fremfor interurban.

Typisk for bybanen er at den er fleksibel. Den kan oppgraderes ved behov, f.eks. hvis byen, trafikkgrunnlaget eller tomteprisene vokser. Tomteprisene har særlig betydning for hvorvidt en tunnel, som gjerne mangedobler anleggskostnadene, kan lønne seg. Enkelte bybaner er anlagt som et første skritt på vei mot en tunnelbane, herav betegnelser som Premetro. I 1960-årene ble Lambertseterbanen og Østensjøbanen, sammen med to nye T-banelinjer, gjort til første del av T-banen i Oslo. For en gatesporvogn vil signalprioritering, eget kjørefelt og høystandard holdeplasser være skritt i retning av bybane.

De fleste moderne bybanesystemer har

• Hyppige avganger, som gjør dem konkurransedyktige med biler.^[2]
• En sømløs reise; enkelt bytte til/fra annen kollektivtransport.^[2]
• Universell utforming – uten trapper, med lavgulv eller tilstrekkelig høye plattformer for å unngå trapper.
• Innfartsparkering slik at pendlere skal slippe å måtte kjøre til bysentrene.^[2]
• Overgangs- og gjennomgangsbilletter; et enhetlig billettsystem.^[2]
• Smalere vogner enn T-bane- og jernbanevogner (sjelden bredere enn 2,65 meter, som i Bergen – mens T-banevogner ofte er bredere enn 3 meter).
• Strømforsyning med luftledning, og 600 eller 750 V likestrøm. 1000 eller 1200 V forekommer, kombitrikker har flere strømsystemer, og enkelte bybanevogner har også en dieselmotor for bruk på ikke-elektrifiserte strekninger. En 3. strømskinne, som er typisk for tunnelbaner, brukes sjelden.
• Standard sporvidde, 1435 mm.
• Oftest dobbeltspor. Enkeltspor forekommer vesentlig på enkelte ytterstrekninger – og flere enn to spor helst ved trikkestaller, verksteder og større holdeplasser.
• Kun passasjertrafikk, men enkelte bybaner deler skinnegangen med godstog på deler av ruten.
• Leddvogner, ofte på 30 m eller mer – og ofte med Jakobs-boggier mellom leddene, og/eller enkelte små ledd uten boggi. Leddene gjør det mulig å kjøre lange vogner og sporvogntog gjennom trange gater. De fleste T-baner betjenes derimot med tog som består av kortere vogner.
• Oftest strømlinjeformede vogner.
• Topphastigheter på 70–100 km/t.
• 0,5-1,5 km mellom holdeplassene, og gjennomsnittsfart med stopp på 25–35 km/t; til dels mer med kombitrikker.

Bybaner går gjerne mellom byens sentrum og de ytre deler, men er ofte – særlig med holdeplasser på overflaten – godt egnet for intern trafikk i sentrale bydeler. Bybanevogner kan trafikkere både byenes sentrum, periferi og forsteder. De kan også gå fra by til by (mellombybane, mellombytrikk) hvis byene ligger forholdsvis tett. I vår tid gjelder dette særlig kombitrikkene. Tanken er at bybanen som trikken skal gå der folk er og som tunnelbanen kan frakte folk raskt over lengre avstander. For daglige reiser til arbeid, skole osv. – som omtrent alltid utgjør hovedtyngden av nærtrafikken – egner bybaner seg for avstander på inntil 10–12 km. I Oslo tilsvarer det omtrent avstand fra sentrum til bygrensen ved Lysaker eller Jar (pr. 2021 kjøres trikkene på linje 13 så vidt over bygrensen og snur på Bekkestua). Blir reisene lengre, er tog eller ekspressbuss (avhengig av trafikkgrunnlaget) bedre egnet. Men enkelte steder kan bybanevogner kjøres på det ordinære jernbanenettet. De fungerer da som lokaltog. I Los Angeles-området er bybanelinjene lengre, men også stasjonsavstanden er større enn vanlig. Green Line, som går mellom Norwalk og Redondo Beach mellom forsteder i den sørlige del av området, har en toppfart på 105 km/t og en gjennomsnittsfart med stopp på 55,4 km/t.^[3] Stasjonsavstanden (2,5 km i gjennomsnitt) og gjennomsnittsfarten er høyere enn på f.eks. lokaltogruten L2 Stabekk–Ski.

Bybanen skiller seg fra tunnelbanen ved at den i bysentrene vanligvis går i gatene istedenfor i en egen tunnel. Vognene er i så fall tilpasset dette, og lange tog som på mange T-baner egner seg gjerne dårlig i bygatene. I Oslo var Østensjøbanen og Lambertseterbanen bybaner (selv om de sjelden ble kalt det) inntil de i 1960-årene ble innlemmet i T-banesystemet, mens Ekebergbanen fortsatt er en bybane.

Sporvogner har 3,5 ganger høyere risiko enn buss for å kollidere med bil, og fire ganger høyere risiko for kollisjon med fotgjenger eller syklist. ‎Amsterdam alene har på et tiår opplevd minst fem slike dødsulykker. Bybanen i Bordeaux opplever årlig nesten 200 ulykker, derav 60-70 påkjørsler av fotgjengere og syklister. Bordeaux er på størrelse med Bergen, med lignende vognsett. Begge baner driftes av Keolis. Pr 2022 har det ikke vært noen dødsulykker vedrørende bybanen i Bordeaux (bybanen i Bergen hadde en dødsulykke på Mårdalen holdeplass i 2011), men svært alvorlige skader der de påkjørte er blitt skjøvet foran og delvis under bybanen flere titalls meter. De siste årene har Bordeaux iverksatt mange tiltak for å redusere antall bybaneulykker, uten at det har medført noen nedgang.^[4]

• Renslige; ingen eksos.
• Mer komfortable enn busser, jf. skinnefaktoren.
• Egen trasé og signalprioritering gjør dem raskere enn gatesporvogner.
• Holder seg gjerne på overflaten; folk flest foretrekker dette fremfor tunneler (mange misliker tunnelkjøring eller har tunnelskrekk).
• Holdeplasser på gateplan er lettere tilgjengelig enn T-stasjoner med ramper, trapper, heiser og rulletrapper; bokstavelig talt et lavterskeltilbud.
• Vognene har gjerne betydelig lengre levetid enn busser.
• Elektrisk drift gjør at mange slags energikilder kan brukes.
• Med f.eks. vind- eller vannkraft har motorene langt høyere virkningsgrad enn noen forbrenningsmotor, og virkningsgraden er høyere også om energien kommer fra kull- eller oljefyrte kraftverk. I tillegg kan ofte bremseenergien gjenvinnes og sendes tilbake til strømnettet.
• Større kapasitet (passasjerer pr. time og areal) enn gatesporvogner, busser og (særlig) privatbiler og drosjer.
• Vognene kan lages støysvake, og støy fra skinnegående trafikk er lettere å støyskjerme enn støy fra biler og busser.
• Billigere enn tunnelbaner, særlig der en kan utnytte gamle jernbanespor.
• Mindre brannfare enn for dieselbusser og andre kjøretøy med brennstofftank.

• De mange holdeplassene begrenser gjennomsnittsfarten, og dermed også den praktiske rekkevidden – med mindre en kjører ekspressavganger (dette forekommer sjelden og er gjerne vanskelig med bare to spor) eller kjører kombitrikker som kan gå på vanlige jernbanespor.
• Vesentlig større anleggskostnader enn for en bussrute hvis denne uten nevneverdige køer og forsinkelser kan utnytte eksisterende vei- og gatenett. Etter erfaringer fra Bergen har Jernbaneverket beregnet at bybane er lønnsom fremfor buss ved 2500 daglige passasjerer pr. km^[5]
• Bybanevogner koster vesentlig mer enn busser med samme kapasitet.
• Mindre fleksible enn busser.
• Mindre kapasitet enn en tunnelbane.

De første trikkelinjene ble anlagt i 1880-årene, og både Europa og Nord-Amerika fikk en mengde trikkebyer allerede før 1900. Flere av de tidlige trikkelinjene var bybaner i den forstand at de gikk på egen trasé utenfor bysentrene, og i gatene gjennom sentrale strøk.

En spesiell form for bybane er mellombytrikken (–banen), i USA kalt Interurban, i Canada radial railway, i Tyskland Überland(straßen)bahn eller Regional-Stadtbahn. Den går som trikk gjennom bygatene, med eller uten signalprioritering – men går også fra by til by, ofte i landlige omgivelser. De første mellombybanene ble anlagt alt i 1880-årene, antagelig da en oppdaget at trikkelinjer i to nærliggende byer kunne knyttes sammen. De fleste og de mest omfattende systemene fantes i USA, og herfra stammer mange av de «moderne» egenskapene vi forbinder med dagens bybaner. Særlig i Midtvesten kunne en noen steder kjøre lange strekninger uten å bytte trikk, og på enkelte strekninger med hastigheter som oversteg det dagens bybanevogner kan oppnå. På ruten Cincinnati–Toledo i Ohio (217 km) satte Cincinnati & Lake Erie Railroad i 1930 inn de berømte Red Devils, som kom opp i 145 km/t når de skulle ta igjen forsinkelser.^[6] Det samme gjaldt for Bullets fra J.G.Brill & Co., som kom på sporet året etter, og hvorav enkelte var nesten 60 år i ordinær trafikk. Disse sporvognene kunne måle seg med tidens raskeste «vanlige» tog i hastighet – for øvrig har også en del av dagens høyhastighetstogteknologi røtter i disse miljøene.

Etter en kort blomstringstid begynte mellombytrikkens fall i USA på 1920-tallet, selv om utviklingen av høyhastighetsvogner og skinnegang av høy standard bidrog til at noen få systemer har vært i drift helt til nå. Nedgangen fortsatte etter andre verdenskrig. Den skyldtes dels av mange systemer var dårlig økonomisk fundert fra starten^[6], dels konkurranse fra biler og busser^[6], og dels at sporveisselskaper i perioden 1936–1955 ble kjøpt opp av et konsortium ledet av General Motors, som så nedla trikkelinjene.^[7][8] Trikker var også mer sårbare enn tunnelbaner fordi de ble stående fast i gatenes bilkøer.

I Europa og Japan ble det bygget færre mellombybaner (kollektivtrafikken mellom byene ble som regel dekket med vanlige tog, senere også ekspressbusser). Til gjengjeld har de fleste av dem overlevd. I Europa finnes gamle mellombybaner bl.a. langs den belgiske kysten (Kusttram), i Ruhr-området, i Polen (De schlesiske trikkene) og på øya Man.^[6]

Vest-Tyskland kan kalles den moderne bybanens fødested.^[9] Den var opprinnelig ment som et mellomtrinn på veien til en fullvoksen tunnelbane, men dette viste seg ofte for dyrt, selv om enkelte bybanelinjer fikk korte tunnelstrekninger. På den måten anla Stuttgart sin første bybanelinje i 1966, og Köln og Frankfurt am Main i 1968. Stigende oljepriser og voksende miljøinteresse gjorde at trikken også utenor Vest-Tyskland fikk en renessanse. Vest-Tyskland (senere Tyskland) ble en eksportør både av bybanevogner, -teknologi og –ideologi. En stor del av sporvognslinjene fra 1970-årene og senere, iallfall i Vest-Europa og Nord-Amerika, er bybaner.

Som en kanskje kan vente, er det sjelden stor forskjell på en moderne bybanevogn og en moderne trikk. Dagens materiell skiller seg på mange måter fra mesteparten av det gamle. En hørbar forskjell er gjerne at støyen av hjul mot skinnegang er bedre dempet – utvendig fordi hjulene er godt skjermet eller innkapslet, innvendig fordi vognene er bedre isolert. Også energigjenvinning ved nedbremsning er en nyvinning. Men mange «nye» oppfinnelser og innovasjoner kan spores tilbake til mellombytrikkenes storhetstid i USA tidlig på 1900-tallet (på den måten kan betegnelsen renessanse i betydningen gjenfødelse tas bokstavelig):

• Lavgulv ble vanlig i bybanevogner etter 1990, men Pacific Electric satte inn mellombytrikker med lavgulv på San Fernando Valley-ruten ved Los Angeles i 1922.^[10]
• Klimaanlegg ble innført av Illinois Terminal i 1935, på ruten Peoria–St. Louis.^[11]
• Innfartsparkering fantes ved Iowa & Illinois Railway i 1910 – for passasjerenes hester; en forventet at eierne kunne låse fast dyrene for å unngå hestetyverier.^[12]
• Forsøk med ulike strømlinjeformer ble gjort i 1905 på linjen til Union Traction Company i Indiana. En fant at en parabolsk front var gunstigst ved hastigheter på opp mot 70 mph (112 km/t), og noen få mellombytrikker ble laget med en slik front. Gevinsten var liten med datidens materiell og trafikkhastigheter, og utviklingen av strømlinjet jernbanemateriell ble først gjenopptatt rundt 1930.
• Vindtunnelforsøk med jernbanemateriell ble første gang gjort rundt 1930 av J.G.Brill & Co. da de, sammen med Philadelphia & Western Railroad (P&W), konstruerte høyhastighetstrikken Bullet. Hastighetene var større nå enn i 1905, og materiellet lettere – og de kunne redusere vognenes energiforbruk med over 40 % allerede ved 97 km/t (60 mph)^[13]
• I 1907 åpnet P&W en mellombybane mellom Strafford og Upper Darby ved Philadelphia med blokksignaler, og helt uten kryssende trafikk i plan.
• Electrolinerne, som trafikkerte Chicago–Milwaukee-ruten i 1941-63 og Upper Darby–Norristown ved Philadelphia i 1963-75, var 47 m lange og hadde en trafikkhastighet på minst 135 km/t mellom byene, men fire ledd (med Jakobs-boggier) gjorde at de kunne smyge seg gjennom bygatene. I perioden 1941-63 gikk hvert av dem (det fantes bare to) 5,3 mill. km. Kjøretiden Chicago–Milwaukee (141 km) var 1 time 42 min for de raskeste togene, dvs. at gjennomsnittsfarten med stopp var 83 km/t.^[14][15][16]
• Ingen av dagens raskeste bybanevogner kan måle seg med enkelte mellombytrikker fra 1930- og 40-årene; det gjelder både høyeste trafikkhastighet og gjennomsnittsfart med stopp.^{[trenger referanse]}

De fleste nye sporvognslinjer er bybaner, f.eks. Bybanen i Bergen, og de planlagte Bybanen på Nord-Jæren og Bybanen i Grenland.^{[trenger referanse]}

I norsk forekom ordet «bybane» i 1912^[17] og i 1919.^[18] Om norske forhold ble begrepet brukt iallfall i 1965.^[19] Rundt 1960 brukte tyskerne Stadtbahn om ordinære jernbaner gjennom Berlin og Wien, men som også fikk betydningen «bybane» i dagens betydning da de første moderne bybaner ble anlagt i 1960-årene. Betegnelser som U-Stadtbahn, metro ligero (spansk) og metro leger (fransk) brukes om de mest tunnelbanelignende bybanene; omtrent det Ruter i sin utredning om kollektivdekning av Fornebu kalte «semimetro».^[20] Engelsk Light Rail(way) og USA-engelsk Light Rapid Transit og Light rail Transit tilsvarer omtrent vårt «bybane», selv om enkelte baner neppe ville bli kalt bybane på norsk. Det «lette» viser til at bybaner er «lettere», i den forstand at togene er kortere og kapasiteten mindre enn for en tunnelbane eller en «ekte» jernbane (jf. betegnelser som heavy rail og Voll-U-Bahn); i de største byene tar en bybane de «lette» trafikkstrømmene.

Bare tre byer (Oslo, Bergen og Trondheim) har trikk eller bybane, selv om noen flere byer eller byområder har jernbane som stopper flere steder. Bybane er foreslått flere steder selv om ingen av forslagene er vedtatt. De 16 største tettstedene i Norge er de mest aktuelle for skinnegående bytransport (Tromsø, Ålesund og Haugesund er helt uten skinnegående transport i dag):

• Premetro

• Hans-Ulrich Ridel: Metro und Stadtbahn in Los Angeles. Stadtverkehr 5/2020, s. 32–42.
• Lätta spår – svensk side om bybaner
• Sporvognsrejser – dansk side om bybaner