近年来，随着城市的不断发展，城市汽车保有量迅速上升，城市交通拥堵、废气污染、交通安全等问题日益突出。而大力发展以轨道交通作为主体的公共交通是有效解决城市交通问题的唯一途径。其中轨道交通与其它运输方式相比，具有运行速度快、环保清洁、运量大、效率高等优势。然而轨道交通也具有投资巨大，建设周期长等缺点，建设过程中会对城市造成巨大的影响，因此在建设轨道交通时，要做好科学的规划与研究，保证轨道交通建设能够以最佳的模式服务于城市交通系统，在城市交通中发挥最大的作用。目前，复杂网络作为新兴的系统研究方法，广泛应用于不同的学科领域。采用复杂网络理论研究城市轨道交通网络的性质，对于轨道网络的规划建设以及运营具有极其重要的指导意义。城市轨道交通网络可以看做是由线路以及站点所组成的复杂网络系统。本文首先介绍复杂网络的基础理论方法，然后通过轨道交通网络的实证数据，证明轨道交通网络属于复杂网络。其次，本文通过对轨道网络的复杂性质进行研究，在此基础上确定了网络的节点重要度的主要决定因素，在克服原有方法不足的基础上，提出了确定轨道网络重要节点的新方法和指标，对城市轨道交通网络的规划、建设和运营都具有极其重要的指导意义。最后，本文研究了轨道网络在不同攻击模型下的稳定性，探讨了稳定性的影响因素。通过仿真分析发现轨道网络在随机失效下表现出很强的鲁棒性，而对于蓄意攻击则表现出很高的脆弱性。最后根据轨道网络所表现出的复杂性质，结合本文所提出的研究方法，利用武汉市轨道网络的实例，建立复杂网络模型，通过实际数据对新方法的作用与有效性作了进一步的研究与分析。