Reducir la desigualdad y fomentar el crecimiento económico es el décimo objetivo global de las Naciones Unidas para el desarrollo sostenible. El transporte ferroviario influye significativamente en las estructuras espaciales, las distribuciones industriales y es vital para la integración económica regional. A pesar de su importancia, el impacto del transporte ferroviario en la equidad económica no ha sido explorado a fondo en la literatura actual. Este estudio tiene como objetivo llenar este vacío al evaluar las características espaciotemporales de la accesibilidad al transporte ferroviario y sus implicaciones para la equidad económica en el Área de la Gran Bahía de Guangdong-Hong Kong-Macao. Consideramos el transporte ferroviario de alta velocidad, interurbano y convencional y empleamos tres indicadores distintos: el tiempo de viaje puerta a puerta, el tiempo de viaje promedio ponderado y la accesibilidad potencial, para proporcionar una evaluación matizada de la accesibilidad en la región. Cada indicador ofrece una perspectiva única sobre cómo la accesibilidad afecta la equidad económica, ampliando colectivamente el alcance del análisis. Desde 1998 hasta 2020, se examina la evolución del transporte ferroviario y su impacto consecuente en la equidad económica regional. Se combinan métodos econométricos avanzados, a saber, mínimos cuadrados ordinarios y modelos de Durbin espacial, con el coeficiente de Gini y la curva de Lorenz para un análisis cuantitativo integral. Este enfoque destaca la influencia dinámica del desarrollo del transporte ferroviario en la equidad económica, contribuyendo al discurso sobre el desarrollo urbano sostenible. Los resultados revelan que, aunque los avances en el transporte ferroviario refuerzan la conectividad y el crecimiento económico, también exacerban la desigualdad económica regional. Este estudio proporciona valiosas ideas para la planificación urbana y la formulación de políticas al esclarecer la compleja relación entre la accesibilidad al transporte ferroviario y la equidad económica. Nuestros hallazgos subrayan la importancia de implementar políticas de transporte equilibradas e inclusivas que fomenten el crecimiento y la eficiencia mientras mitigan las disparidades socioeconómicas.