thumb|補機専用機関車のEF63形における協調運転の例 補助機関車（ほじょきかんしゃ）とは、鉄道において列車の運転の補助のために連結される機関車のことで、略して補機（ほき）とも呼ばれる。
概要 牽引力を増すために連結される機関車や、急勾配区間などで、その区間を列車が上り下りするための補助（牽引力、制動力の増加）をする機関車のことをいう。なお、補機に補助されて列車を牽引する機関車のことを本務機関車（本務機）という。また、機関車による牽引が必須な客車列車や貨物列車ばかりでなく、動力分散方式の電車や気動車による列車であっても、補機が連結される場合がある。補機専用機関車の中には、日本のEF63形のように電車と協調運転を行うことができるものもあった。
補機は連結位置により、列車の前方に連結される機関車を前部補機（前補機）、列車の後方に連結される機関車を後部補機（後補機）と呼ぶ。編成の中間部に連結されることもある。補機の連結位置については、列車が運転される鉄道路線の事情や機関車の性能（機能）によって異なる。前部補機の場合は本務機の前方に連結される。ただし、例外的に機関車運用上の理由から本務機の次位に連結される場合もある。
蒸気機関車牽引列車（SL列車）の場合、補助を目的としてだけでなく蒸気機関車 (SL) の保護を目的に連結・運用される場合もあるボイラーや台枠などに問題がある場合やSLの負荷を減らし寿命を長く保たせる目的もある。
協調運転の方式と一括制御 2両以上の動力車を連結する際は、車両間で協調運転を行う必要がある。かつては各機関車（相手が電車や気動車の場合はその先頭制御車）にそれぞれ運転士が乗務し、汽笛などの合図に合わせて手動で同時操作を行っていた。一方、電気機関車やディーゼル機関車には、複数台を一括で制御する「重連総括制御装置」を搭載している車両もある。この方式では機関車間に有線や無線の制御回路を通す必要があるものの、先頭車のみへの乗務で運用できるため、人件費の削減につながる。
結合・切離手法と走行中解放 補機の連結や解放は、原則として駅などの停車場に停車して行う。ただし、解放については所要時間を短縮する目的で「走行中解放」が採用される場合もある。日本における事例として、特急「燕」の運転開始時に箱根越え（現・御殿場線）の勾配区間で用いられた補機を御殿場駅構内で走行中に切り離した例や、山陽本線の瀬野—八本松間にて2002年3月までEF67形電気機関車が八本松駅構内で走行中解放を行っていた例が挙げられる。
補機専用機 特定の区間で使用線区に特化した装備を備えていて補機としても使用されたものには以下の形式がある。
国鉄EF16形電気機関車（上越線水上 - 石打間および板谷峠） 国鉄EF63形電気機関車（碓氷峠） 国鉄EF64形電気機関車（0番台）（板谷峠） 国鉄EF71形電気機関車（板谷峠）
特定の区間で補機として運用される機関車であっても、運用の効率化のため基本形式に補機運用に必要な装備を付加して使用する例が多く、いずれも使用線区に特化した装備を備えている。以下に日本で使用されている（使用された）補機専用形式（区分番台）を記す。 国鉄EF59形電気機関車（瀬野八） 国鉄EF61形電気機関車（200番台）（瀬野八） 国鉄EF67形電気機関車（瀬野八） 国鉄ED79形電気機関車（100番台）（青函トンネル） 大井川鐵道ED90形電気機関車（井川線・アプト式） JR貨物EF210形電気機関車（300番台）（瀬野八・梅田貨物線（大阪駅うめきた地下ホーム）） 大井川鐵道ED500形電気機関車（大井川本線）
脚注
関連項目 Aユニット・Bユニット スラッグ (鉄道車両) 控車#異種の車両連結のために使われる控車 重連運転