1、客体要件
本罪侵犯的客体是铁路运输的正常秩序和铁路运输的安全。
铁路是国民经济的大动脉，担负着全国最大比重的旅客和货物运输任务。铁路运输连结各行各业、千家万户。这些交通运输活动一旦发生重大事故，就会危及公共安全，使人民生命财产遭受重大损失。
2、客观要件
本罪在客观方面表现为在铁路运输活动中违反规章制度，因而发生运营事故，情节严重的行为。
3、主体要件
本罪的主体为特殊主体。只有铁路职工才能成为本罪主体。这里所称的铁路职工，是指具体从事铁路运营业务与保证列车运营安全有直接关系的人员。包括具体操纵机车的司机；铁路运营设备的其他操纵人员，如扳道员、挂钩员；列车运营活动的直接领导和指挥人员，如调度员；列车安全的管理人员，如信号员，等等。如果是铁路部门的非运营第一线职工，则不能成为本罪主体。
4、主观要件
本罪在主观方面表现为过失，包括疏忽大意的过失和过于自信的过失。这种过失主要是指行为人对危害后果的态度而言。行为人在违反规章制度上可能出于故意。但他对于发生交通肇事的严重后果则是过失的，即他应当预见未预见到可能发生严重后果，或者虽然预见，但轻信可以避免，以致发生了严重的后果；如果出于故意，就不属于铁路运营安全事故罪，而属于其他犯罪了。