Основным назначением шпал является восприятие вертикального давления от рельсов и передача его на балластный слой, а также обеспечение связи между собой обоих рельсовых путей с целью предупреждения их перемещения. Передаваемое на шпалу через рельсы вертикальное давление уравновешивается реакцией балласта, распределяющейся по длине шпалы неравномерно и изгибающей шпалу. Для снижения напряжения в шпале от изгиба под средней частью шпалы создается меньшее уплотнение балласта.

Для путей нормальной колеи длина шпал принимается равной 2,7 м. На подъездных путях III категории при незначительном движении и на малозагружаемых внутризаводских путях разрешается укладывать шпалы длиной 2,5 м. Как указывалось выше, для укладки на менее ответственных участках путей узкой колеи допускаются укороченные шпалы длиной 1,35 м. Шпалы типов I и III применяются при нагрузке на ось от 4 до 9 г, шпалы типов II и IV — при нагрузке 4-6,5 т. При укладке шпал в путь стыковой пролет делают равным 2/3 пролета между средними шпалами звена, а ближайший или соседний на 7-15% меньше пролета между средними шпалами.

Металлические шпалы имеют корытообразное сечение.

Это позволяет им охватывать достаточно большой объем балласта и хорошо сопротивляться угону.

Торцы шпал загибаются под углом 90°, в связи с чем при сдвиге шпалы поперек пути обеспечивается значительное ее сопротивление. На стыках применяются сдвоенные шпалы особой формы.