Der Bahnhof Atocha (offizieller Name Madrid Puerta de Atocha) ist einer der beiden Fernbahnhöfe Madrids. Im Gegensatz zum Nordbahnhof Chamartín liegt Atocha im Zentrum der Stadt, an der Plaza Emperador Carlos V, unweit des Botanischen Gartens und des Museo del Prado. Außer den Fern- und Hochgeschwindigkeitszügen aus dem Süden Spaniens und den Regionalzügen halten in Atocha sämtliche S-Bahn-Linien (Cercanías) der Region sowie die Linie 1 der Metro Madrid.
Atocha wurde als Kopfbahnhof angelegt. Die alte Bahnhofshalle ist berühmt für ihre große Dachkonstruktion aus Gusseisen und Glas, die zwischen 1888 und 1892 im Jugendstil von dem aus Baskenland stammenden Architekten Alberto de Palacio y Elissague erbaut wurde. Seit 1992 südlich davon der neue Bahnhof (Architekt José Rafael Moneo) in Betrieb genommen wurde, befindet sich unter dem riesigen Gewölbe der alten Bahnhofshalle ein tropischer Palmengarten, der als Wartehalle und Treffpunkt genutzt wird.