城市轨道交通信号系统根据不同的分类标准，可分为列车自动控制系统（ATC），主要分为固定闭塞和移动闭塞两种方式。
固定闭塞ATC系统分为两种模式：速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。速度码模式如北京地铁和上海地铁1号线的ATC，通过传统轨道电路实现，受限于线路条件，影响运输效率。而目标距离码模式如上海地铁2号线，采用音频数字轨道电路，提供更精确的列车运行控制，有助于提高线路的通过能力。
移动闭塞ATC系统，如美国哈蒙公司在旧金山BART线的系统，利用无线通信和地面设备进行信息传递，实现列车的动态控制，显著提升线路通过能力。然而，我国尚未广泛应用此类系统，国外如阿尔卡特公司和阿尔斯通公司都有相关产品在不同地方测试。
信号系统的核心功能包括列车自动监控子系统（ATS）、列车自动防护子系统（ATP）和列车自动驾驶子系统（ATO）。ATS负责监控列车运行，ATP确保列车安全速度，ATO实现自动驾驶。系统根据运营模式分为自动监控、人工干预、车场调度等，以确保列车高效、安全运行。