Die Pilatusbahn fährt auf einer 4,618 km langen Schmalspurstrecke (Spurweite 800 mm) und überwindet eine Höhendifferenz von 1635 m.
Die maximale Steigung von 48 % macht sie zur steilsten Zahnradbahn der Welt. Da bei dieser Steigung bei herkömmlichen Zahnstangen mit vertikalem Eingriff die Gefahr des Aufkletterns des Zahnrades aus der Zahnstange besteht, entwickelte Eduard Locher speziell für diese Bahn eine Zahnstange mit seitlichem Eingriff (Zahnradsystem Locher).
Wegen dieser Zahnstange ist die Verwendung herkömmlicher Weichen nicht möglich − stattdessen werden Schiebebühnen und Gleiswender verwendet.
Eine Besonderheit stellen auch die Spurkränze der Fahrzeuge dar, die an den Schienenaussenseiten entlang rollen.
Der Pilatus (2128,5 m ü. M.) ist ein Bergmassiv in der Schweiz südlich von Luzern. 1889 wurde die 4618 m lange Bahnstrecke von Alpnachstad nach Pilatus Kulm eröffnet.
Auf dem aussichtsreichen Hausberg von Luzern befinden sich die Bergstation Pilatus Kulm der Pilatusbahn mit (2.073 m) Aussichtsterrasse, eine Panoramagalerie und zwei Berghotels.
Alpnachstad liegt am Alpnachersee und am Fusse des Berges Pilatus. Der Ortsteil hat einen eigenen Schiffsanlegesteg der SGV sowie einen Bahnhof an der Brünigbahn mit Anschluss an die Regional- und S-Bahn-Züge nach Luzern. Seit 1889 liegt die Talstation der Pilatusbahn in Alpnachstad, wodurch die Ortschaft für den Tourismus der Zentralschweiz eine wichtige Rolle spielt.