机车轮对（locomotive wheelset）机车走行部中重要的部件之一，由车轴、轮心及轮箍组成。见下图。机车全部重量通过轴颈、轮对支承在钢轨上，轮对滚动使机车前进。牵引电动机驱动轮对回转时，车轮与钢轨的黏着产生牵引力，制动时轮轨间产生制动力。当车轮行经钢轨接头、道岔等线路不平顺时，轮对直接承受来自钢轨的全部垂向和侧向冲击力。

机车轮对的车轮按结构可分为轮箍轮和整体轮两大类。轮箍轮是将轮箍用热套装法装在轮心上，镶入扣环而成。扣环可在轮箍和轮心配合松弛时防止轮箍脱出，起安全止挡作用。整体轮是将轮箍与轮心上的轮辋合成一个整体。此外，有些***还采用在轮辋与辐板之间加入弹性元件的车轮。这种车轮称为弹性车轮，通常只在地下铁道车辆上使用。

机车轮对的车轮在运用中与钢轨接触部分承受很大的压力和，其接触表面产生弹性变形和很大的接触应力；在运行中，左右两轮不可避免地以不同直径在钢轨上滚动，产生滑行和车轮磨耗；在制动时，车轮踏面还受到闸瓦的剧烈磨损，并产生高温。所有这些，要求车轮踏面部分的材质必须具有很高的强度、硬度和冲击韧性，并具有良好的耐磨性。压装在车轴上的轮毂主要承受弹性力，辐板或辐条只承受压力和弯曲力，这些部分要求有较高的韧性。轮箍轮的轮箍和轮心，可以采用不同材质，因而能够较好地满足上述要求。整体轮在踏面耐磨性方面不如轮箍轮，但其重量较轻，费用较省，更重要的是轮箍不会松弛和崩裂。中国铁路在机车上仍用轮箍轮，在客、货车辆上已全部使用整体辗钢轮。