В процессе эксплуатации железнодорожного пути неизбежно происходит износ всех составляющих верхнего строения пути. Особенно подвержены износу рельсы, ведь именно на них поступает первоочередная, ещё не распределённая нагрузка от колёс вагонов при прохождении поездов. Рельсы стираются, мнутся, откалываются, растрескиваются и просто ржавеют в процессе эксплуатации. Все эти повреждения называются дефектами рельс.

Характеристикой дефектов рельс являются отклонения от геометрических параметров и прочностных характеристик которые обеспечивают нормальную работоспособность рельсов в определённых условиях эксплуатации.

К дефектам относятся: все виды износа, смятие и иные пластические деформации, изломы, трещины, сколы, выкрашивания, сплыв металла с головки рельса, коррозия и механические повреждения, величина которых превышает нормативные значения.

Рельс считается негодным к эксплуатации когда на нём есть дефекты угрожающие безопасности движения поездов, например излом рельса. Это квалифицируется как полный отказ рельса, при котором закрывается движение поездов для замены сломанного рельса.

Бывает условно негодный рельс для эксплуатации. Например, когда на рельсе образовались неровности на поверхности катания головки рельса. Это относят к частичному отказу рельса. В этом случае ограничивают скорость движения поездов по участку пути, до замены рельса.

ОАО «РЖД» распоряжением от 23 октября 2014 № 2499Р утвердила в действие инструкцию «Дефекты рельсов. Классификация, каталог и параметры дефектных и остродефектных рельсов». Этот каталог с квалификацией дефектов рельсов утверждён для единой стандартизации определения дефектов по характеристикам и распределения этих дефектов по кодам. Такое распределение позволяет определять дефект рельсов по совокупности отклонений и безошибочно определить список мероприятий для устранения дефектов, и устранения причин для последующих возникновений неисправностей на этом участке пути.

Каждый код неисправности рельса индивидуален.  Он определяет дефекты с учётом их типа, причин происхождения и места нахождения, как в сечении, так и по длине рельса.

В каталоге указано подробное описание для каждого дефекта рельса с его подробным описанием и графическим изображением дефекта. Так же указаны все способы и средства для выявления этого дефекта. В специальном разделе каталога «Параметры дефектных и остродефектных рельс» присвоены степени опасности для движения поездов.

Все дефектные рельсы подразделяются на два вида: ОДР – остродефектные рельсы и ДР – дефектные рельсы.

Рельсы с изломами, трещинами или выколами, которые могут привести к внезапному разрушению, относятся к остродефектным. Остродефектные рельсы подлежат немедленной замене.
Если рельсы имеют прогнозируемые дефекты, которые не препятствуют движению поездов по железнодорожному пути, то эти рельсы относят к дефектным. За дефектными рельсами устанавливается наблюдение, скорость движение по ним ограничивают. При плановых ремонтных работах, дефектные рельсы подлежат замене. Иногда дефектные рельсы в процессе эксплуатации получают развитие дефектов и переходят в категорию остродефектных рельс, а значит движение по ним закрывают и меняют как остродефектный рельс.

Все остродефектные рельсы, дефекты в которых определены способом ультразвукового дефектоскопирования, после изъятия подвергаются дополнительному изучению для подтверждения степени неисправности. Результаты дополнительного исследования остродефектных рельсов, фиксируются и передаются в специализированные центры диагностики и прогнозирования дефектов.