De spoorlijn Frankfurt am Main - Heidelberg / Mannheim ook wel Main-Neckar-Bahn genoemd is een Duitsespoorlijn als lijn 3601, (Frankfurt (Main) Hbf - aansluiting Heidelberg-Wieblingen) onder beheer van DB Netze.
De S-Bahn, meestal de afkorting voor Stadtschnellbahn, soms ook voor Schnellbahn, is een in Duitsland ontstaan (elektrisch) treinconcept, tussen de RegionalBahn (stoptrein) en de Stadtbahn (stadsvervoer) in. De S-Bahn maakt meestal gebruik van de normale spoorwegen om grote steden te verbinden met andere grote steden of forensengemeenten. De treinen rijden volgens een vaste dienstregeling met een redelijk hoge frequentie.
Het station in Heidelberg werd in 1840 gebouwd als kopstation aan de spoorlijn naar Mannheim. Het station lag in de omgeving van de tegenwoordige Poststraße en Kurfürstenanlage. In 1846 volgde de spoorlijn naar Frankfurt am Main. In 1862 werd een doorgaande spoorlijn naar Heilbronn en Odenwald aangelegd.
Door de Eerste en de Tweede Wereldoorlog werd rond 1955 begonnen met plannen voor een nieuw station in Heidelberg. Het nieuwe station werd aan de Willy-Brandt-Platz gebouwd en op 5 mei 1955 geopend door BundespräsidentTheodor Heuss. Het was de eerste nieuwbouw station van de Bundesrepublik.
Het breedspoor traject van de Rheintalbahn met een spoorbreedte van 1600 mm tussen Mannheim Friedrichsfeld en Heidelberg werd tussen 1846 en 1855 voorzien van een derde rail met een spoorbreedte van 1435 mm ten behoeve van de Main-Neckar-Bahn tussen Frankfurt en Heidelberg / Mannheim. Naast het breedspoortraject met een spoorbreedte van 1600 mm tussen Mannheim en Mannheim Friedrichsfeld werd een apart treject met een spoorbreedte van 1435 mm ten behoeve van de Main-Neckar-Bahn aangelegd.
Parallel aan de Rheintalbahn werd door de Oberrheinische Eisenbahn een smalspoorlijn tussen Mannheim en Heidelberg aangelegd.