Тепловоз ТЭП80 — опытный пассажирский тепловоз, производившийся в СССР с 1988 по 1989 год на Коломенском тепловозостроительном заводе. Всего построено 2 тепловоза данной серии.
Кузов тепловоза цельнонесущий, имеет ферменно-раскосную конструкцию с элементами панельного типа. Крыши съёмные. В них расположены фильтры ЦВС, глушитель, электрический тормоз и охладитель наддувного воздуха. Четырёхосные тележки образованы общей жёсткой рамой и попарно сбалансированными колёсными парами, имеют двухступенчатое рессорное подвешивание и индивидуальный опорно-рамный привод. Рама тележки с кузовом и колёсные пары с рамой тележки связаны при помощи цилиндрических пружин с включёнными гидравлическими гасителями колебаний.
На рамках тележек тепловоза установлены тяговые электродвигатели ЭД-121ВУХЛ1 мощностью в 4552 кВт, питающиеся выпрямленным током. На самом тепловозе установлены тяговой генератор переменного тока ГС-519У2 и V-образный четырёхтактный двадцатицилиндровый дизель 1Д49 (20ЧН26/26) мощностью 6000 л.с. при 1100об.в мин. двухступенчатым турбонаддувом и двукратным охлаждением наддувочного воздуха в воздушных охладителях. Система охлаждения дизеля принудительная, закрытая (высокотемпературная), двухконтурная, шахтного типа с двухрядным расположением секций и гидростатическим приводом двух вентиляторов. Дизель и генератор вместе представляют собой дизель-генераторный агрегат 2-10 ДГ.
На тепловозе имеется система подогрева теплоносителей и система автоматического регулирования торможения и электропередачи. Также тепловоз оборудован электрическим реостатным тормозом мощностью тормозных резисторов в 4000 кВт. Кроме этого предусмотрена установка систем, основанных на применении микропроцессорной техники: система диагностики и управления тепловозом (СЦКДУ-Т), система комплексного регулирования и защиты тепловозного дизель-генератора (СКРЗД-1) и система централизованного контроля.
Локомотив ТЭП80-0002 считается мировым рекордсменом по скорости среди тепловозов. Рекорд установлен машинистом Манкевичем Александром Васильевичем на перегоне Шлюз-Дорошиха линии Петербург-Москва 5 октября 1993 года и составляет 271 км/ч (http://scbist.com/gsearch.php?gse=%F2%FD%EF80), запись о чём можно увидеть на кузове тепловоза, находящегося в данный момент в музее железнодорожного транспорта на бывшем Варшавском вокзале Санкт-Петербурга. Второй локомотив, также с памятной надписью, находится в Новосибирском музее железнодорожной техники.