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Auf dem Gemeindegebiet von Kirchzarten befinden sich zwei Bahnhöfe. Der Bahnhof Kirchzarten im Kernort und der Bahnhof Himmelreich im Ortsteil Burg-Höfen. Sie liegen an der Höllentalbahn, die in den Hochschwarzwald nach Titisee und Neustadt führt bzw. nach Freiburg. Auf dem heute eingleisigen Streckenabschnitt begegnen sich die tagsüber halbstündlich fahrenden Züge im Bahnhof Himmelreich. Am Bahnhof Kirchzarten bestehen Umsteigemöglichkeiten in die Buslinien nach St. Peter, St. Märgen und Hinterzarten sowie nach Oberried (Breisgau), Todtnau und Todtmoos.