车次用阿拉伯数字表示，按行驶方向的不同以单双数来区别。当列车行驶方向为线路的上行方向，车次的数字为双数；反之经线路下行方向运行，车次的数字为单数。如果列车在运行途中由上行变成下行或由下行变成上行，都要更换车次。列车运行方向的上行或下行方向依以下几个方针界定：以北京为中心，从北京始发的列车为下行，开往北京方向的列车为上行。在连接北京的铁路干线上往北京方向运行为上行，反之下行。如果所经铁路与北京不连通或为支线，则以朝向北京的干线方向为上行，背离北京干线方向为下行。在同一条铁路线上，由靠近线路起点的车站开往靠近线路终点的车站为下行,反之为上行。因此，一趟列车在一个方向可能会使用两个或更多的车次。例如，T201/204次列车由北京西发往三亚的列车，在北京至茂名之间使用T201的车次（经京广铁路、广茂铁路下行线往茂名方向运行），到达茂名站后车次改为为T204并运行至河唇站（经由河茂铁路上行线运行）。而南宁到成都的K142次列车，中途经过黔桂铁路的起点柳州站，所以在柳州至贵阳段车次变换为K143；在贵阳至重庆段该车变换回K142；但由于在成都铁路局内运行时间非常长，如果只用两个车次则会令第二天的车车次重复，容易造成混淆，所以列车到达重庆站的时候，车次会变成K140，而不是继续使用K142。相同的情况在一些需要在某局运行长时间的列车也有出现。而占用车次最多的列车是北京-丹东的2251/53/56/57次与丹东-北京的2258/55/54/52次，共占用8个车次。根据铁道部的技术管理规程，列车的运行方向以铁道部的规定为准，但枢纽地区的列车运行方向则由各铁路局规定，即可以人为规定上下行方向，而非按照以上准则。例如南京西站至南京站的线路在南京站与京沪铁路连接，如列车由南京西站开往南京站，理论上为上行，但因为此线路位于南京枢纽中，因此列车经由此线路运行时可以不更改车次。另外，在个别区间，使用直通车次时，可与规定方向不符。