هزینه های خارجی زیست محیطی، هزینه هایی هستند که توسط بهره برداران از منابع طبیعی بر محیط زیست تحمیل شده و توسط ایجاد کنندگان آن جبران نمی شوند. هدف اصلی در این پژوهش برآورد کمی هزینه های خارجی مربوط به پدیده گرمایش جهانی در دو بخش حمل و نقل ریلی و جاده ای و مقایسه ی آنها با یکدیگر می باشد. این تحقیق، تحقیقی است میدانی وکتابخانه ای که هزینه های خارجی ناشی از هزینه گرمایش جهانی بر اساس آمار تردد وسایط نقلیه برای راه آهن و آزاد راه تهران – قم برای سال 1391 محاسبه کرده است . بدین منظور برای محاسبه ی هزینه های خارجی زیست محیطی در محور مورد مطالعه در ابتدا وضعيت موجود حمل ونقل در مسير مورد مطالعه در بخش ريلي و جاده اي شناسایی شد و پس از شناسایی اثرات پروژه های حمل ونقل زمینی ، داده های قابل استفاده برای محاسبه هزینه های ذکر شده استخراج گردید. در نهایت با شناسایی و استفاده از مدل ریاضی استفاده شده در تحقیقات مشابه، میزان هزینه های خارجی زیست محیطی گرمایش جهانی برای آزاد راه تهران – قم در سال 1391 معادل 77 میلیارد ریال برآورد شد. که این مقدار در بخش حمل و نقل ریلی در محور تهران – قم، حدود 2/2 میلیارد ریال تخمین زده شد. مقایسه این هزینه ها در دو بخش جاده ای و ریلی در محور مورد نظر نشان داد که با در نظر گرفتن ظرفیت جابجایی مسافر و کالا در بخش حمل و نقل ریلی، توسعه ی حمل و نقل ریلی تا حد قابل توجه ای هزینه های خارجی زیست محیطی کمتری ایجاد می نماید.