鉄道ファンにとって時刻表とは、単に時刻を調べるための道具にとどまらず、様々な使用法がなされる。主なものは以下のとおり。
時刻表を見て、架空の旅行計画を立てる（机上旅行） - 日本の沖縄県を除いた46都道府県（沖縄都市モノレールが2003年開業したので航空機を入れてここを含め全部にするものもいる）の都道府県庁所在地をいかに早く周るかや、いかにJR最南端の西大山駅から最北端の稚内駅まで行くか等がある。
時刻表を見て、ダイヤグラムを推測する - 列車の行き違い箇所、追い抜き箇所などを推測する。
古い時刻表を見て、当時の列車状況などを調べる - 時刻表は当時の鉄道を知る「資料」となるため、明治時代から昭和時代まで、大掛かりなダイヤ改正が合った時期などを中心にいくつかの古い時刻表の復刻版をまとめた、「復刻版時刻表」が販売されることもある。ただし、国鉄は詳細な記録がまとめられているが、私鉄は巻末に大雑把にしか掲載されておらず、ダイヤの詳細（特に各社から個別の時刻表が発売されたり、広報誌の発行など利用客向けの広報体制が整う1980年代よりも前）を調査することは、困難な場合が多い。
旅行の際、大判の時刻表を持っていくのはかさばるからと携帯版の時刻表を持っていく者も増えているが、それでも大型時刻表を持っていく者も存在する。その理由として、複雑な旅行計画を組む鉄道ファンにとって、旅行中に万が一ダイヤが乱れた際行程を立て直すためにはどうしても情報量の多い大型時刻表が要ること、また、列車内や待ち合わせ時間にて暇な際に情報量の多い大型時刻表を見るなどして時間つぶしをすること、さらには、列車のデッキで椅子代わりに使う、列車の座席およびホームで枕代わりにして使うなどが挙げられる。人によっては、大判時刻表の必要な部分だけをちぎったり、コピーする者もいる。
