Der Bahnhof Nossen ist eine Betriebsstelle der Bahnstrecke Borsdorf–Coswig und der hier beginnenden Bahnstrecken Riesa-Nossen und Nossen–Moldava v Krušných horách, die nur noch teilweise in Betrieb sind. Ebenfalls war der Bahnhof Endpunkt der ehemaligen Schmalspurbahn Freital-Potschappel–Nossen. Als Betriebsmittelpunkt der sogenannten „Zweiten Leipzig-Dresdner Eisenbahn“ besitzt der Bahnhof heute noch umfangreiche Gleisanlagen für den Personen- und Güterverkehr.