Film doczekał się szeregu analiz. W swym studium twórczości Kawalerowicza Jan Rek sugerował, że swoją współczesną tematyką Pociąg odcina się od martyrologicznego dorobku szkoły polskiej. Maria Kornatowska zwróciła uwagę na to, że dzieło Kawalerowicza cechuje dystans do portretowanych wydarzeń, a „żywioł uczuć” – uosabiany przez Staszka, a także tłum próbujący zlinczować Jerzego – zostaje moralnie potępiony przez reżysera. Małgorzata Hendrykowska podkreślała, że Pociąg w sposób „niezwykle atrakcyjny” łączy różnorodne gatunki filmowe: film psychologiczny, melodramat i dreszczowca. Adam Garbicz i Jacek Klinowski stwierdzali, że reżyser Pociągu „stworzył parabolę powszechnego stanu ducha i wprowadził ton zaniepokojenia agresywnością postaw zbiorowych”. András Bálint Kovács doszukał się w filmie Kawalerowicza początków polskiego modernizmu filmowego, dostrzegając w nim wyraźne inspiracje kinem Michelangela Antonioniego. Miłosz Stelmach podtrzymał pogląd Kovácsa, odnajdując w Pociągu zapowiedź filmu Przygoda (1960) Antonioniego. Jak twierdził