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随着城市轨道交通行业的日益发展，车辆维修任务和规模也日益庞大。由于使用要求的不断提高，城轨车辆维修工作必须建立在现代科学技术的基础之上，并在先进理论指导下进行。现代科技的新成就，特别是新兴科学技术理论与方法，诸如系统工程、计算机及电子学、可靠性工程等学科的发展和应用，促进了维修工程理论的研究和发展，已经形成了一门新的学科。
维修理论是随着维修实践的发展和需要而发展起来的。维修理论的发展进程大致可分为 4 个阶段，即事后维修阶段、以磨损理论为基础的计划预防维修阶段、以监测与诊断技术为依据的状态维修阶段和以可靠性为中心的维修阶段。这 4 个阶段不是截然分开的，它们相互重叠、彼此联系。
（1）事后维修阶段
这个阶段大致从出现技术装备开始到 20 世纪 40 年代中期。当时装备比较简单，机械化程度不高，可通过眼看、耳听、手摸等直观判断来发现和排除故障。由于生产率低，装备停运时的影响也不是很大，而且当时大多数装备的设计安全余量很大，使用比较可靠，不易发生故障。因此，一般采用事后维修的方式，装备不坏不修，坏了再修，日常除了简单的清扫、润滑等维护工作以外，很少进行系统维修，只是凭经验来排除故障。此阶段的维修领域中没有系统的工程维修理论，只有一些相关的维修概念。
（2）计划预防维修阶段
这个阶段是以磨损理论为基础的，时间大概从 20 世纪 40 年代中期到 60 年代中期。此阶段的技术装备基本上属于机械装备，因此装备出现的故障大多数是磨损类型的机械故障，装备的可靠性是随工作时间的增加而下降。随着生产力的发展，事后维修的思想发生了明显的变化。到了 20 世纪 50 年代，这种机械化程度高的装备数量更多、更复杂，生产力大为提高。随着生产对这些装备依赖性的增加，停机就变成了至关重要的问题。为了预防故障发生，逐渐形成了计划预防性维修的概念，也就是在装备机件磨损到限之前，按照时间计划对装备进行分解检查及更换修理。这种维修与事后维修相比，在防止故障、减少停时、提高效益等方面有较大的优越性，因此相继被各国采用，成为技术装备维修中占统治地位的手段。我国工业从第一个五年计划开始也引进了这种维修体系。城市轨道交通车辆架大修也不例外，绝大部分都采用这种计划预防维修的维修体制。
（3）状态维修阶段
计划预防维修存在两个方面的不足：一是设备存在潜在的不安全因素计划维修时间，就必须检修，耗费检修时间而不能及时排除隐患；二是虽然设备状态良好，但检修存在很大的盲目性，造成人力、物力的浪费，检修效果也不好。
20 世纪 60 年代，状态维修理论应运而生，最初应用于航空航天系统，后来应用于核电站和发电厂的设备维修。
状态维修是指根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备异常，预知设备故障，在故障发生前进行检修的方式。只要设备运行参数在规定的状态限界值以内，就一律不检修。当运行参数超出规定的状态限界值时，按照规定工艺进行检修，使其恢复到规定的状态值内后再继续运行。设备达到有效使用寿命期，则予以更换。状态维修在确保设备安全运行的前提下，充分发挥设备质量的内在潜力，利用其本身的可靠性，发挥其使用价值，做到不失修、不提前修、不欠修，把检修工作量降到最低限度。
实行状态维修必须大力采用新技术、新设备、新材料和新工艺，提高设备的可靠性和使用寿命，同时要实现检测方法现代化，制订合理的监测周期，准确掌握运行参数的动态，使设备始终处于受控状态。要确定设备的安全运行状态值及其限界值，并要逐步确定各设备和零部件的工作寿命。状态维修的管理方式为限值管理和寿命管理，它是设备逐步实现维修现代化管理体制的基础，也是当前城市轨道交通车辆架大修努力的方向。
（4）可靠性维修阶段
以可靠性为中心的维修理论是在传统的计划预防维修和状态维修理论的基础上发展起来的。在维修实践中发现，并不是维修越勤、修理范围越大就越能减少故障，技术装备的可靠性是由设计制造决定的，有效的维修只能保持其固有的可靠性。对于复杂技术装备，多数只有早期故障期和偶然故障期，而没有耗损故障期，也就是说，复杂装备的可靠性与时间无关。因此，定期计划维修对于许多故障是无效的。
国际上，以可靠性为中心的维修这一系统工程方法，目前主要运用在航空航天系统。它的基本目标是以最少的资源消耗保持航空器的可靠性和安全性。为达到这一目的，需要应用逻辑决断的方法确定航空器及设备预防性维修需求，并力求使方案达到最优。其基本做法：对航空器各个系统进行功能与故障分析，明确系统故障后果，用规范化的逻辑决断程序，确定各故障后果的预防性对策，以最小的维修停机损失和最小的维修资源消耗为目标，优化航空器路及各系统的维修策略。
可见，以可靠性为中心的维修项目具有很强的针对性，避免了“多维修、多保养、多多益善”和“故障后再维修”的传统维修思想的影响。城市轨道交通车辆维修可借鉴、吸收这方面的先进理念和经验，逐步探索出适用于城轨车辆架大修的可靠性维修方法。
我国城市轨道交通车辆的检修制度基本沿用的是国内铁路车辆检修的经验，现行颁布实施的《地铁设计规范》（GB 50157—2013）中的许多概念仍沿用铁路车辆的概念。在现行城轨车辆段和停车场的设计和规划中，城轨车辆绝大部分仍采用日常维护和定期检修相结合的检修制度，即预防性计划维修制度。
1）日常维护（日检、周检、月检等）
日检、周检的检修作业范围主要是对受电弓、空调机组、走行部、牵引电机、控制装置、各种电气装置、空气制动装置、车钩缓冲装置、车门、车体、贯通道、车灯、蓄电池组、乘客服务界面等部件进行外观检查，对危及行车安全的故障进行重点修理。
月检的检修作业范围主要是对受电弓、空调机组、走行部、牵引电机、控制装置、各种电气装置、空气制动装置、车钩缓冲装置、车门、车体、贯通道、车灯、蓄电池组、乘客服务界面等部件的技术状态和作用进行检查及必要的性能试验，对危及行车安全的故障进行重点修理。
2）定修（半年检、年检）
定修的检修作业范围主要是卸下蓄电池组等部件，对其技术状态和作用进行检查和修理，并进行必要的试验；对计量仪表进行校验；对转向架、轮对、牵引电机进行检查和修理，静调和试车，达到定修标准。
3）专项修
因车辆某主要系统部件运行公里数或运行时间无法与整车维修匹配的，对该系统/部件在某一时段集中进行检查、修理和试验，以确保车辆符合运营工况的检修，称为专项修。
4）均衡修
基于状态修研究的均衡修，即状态修与均衡修相结合的检修制度，既克服了定期修资源浪费、成本高的问题，又解决了状态修监控技术要求高、难以开展的问题。
均衡修是利用列车停运天窗时间，将车辆检修内容分散在几个时段和几个不同场合进行，使检修工作分散而均匀。均衡修适用于运用维修。采用均衡修既能保证列车运行的可靠性、提高列车投运率，又能降低车辆维修成本。均衡修具有两大特点：一是在车辆设计研制和生产阶段应明确影响运行的关键性部件和关键性功能，从而对运行维护提出合理建议，加强车辆维护保养中的针对性，避免不必要的预防性检修作业，降低维护成本；二是均匀分配维修工作量，实行分散式修理和均衡维护，将车辆检修停留时间控制在停运时段，从而缩短车辆停修时间，提高出车率，减小检修设施规模，充分发挥设备能力，降低运营成本。
5）全效修
从城轨车辆维修的角度上来说，全效修是一种应用相当广泛、自身体系相对比较成熟的维修工作模式。在全效修的维修工作模式作用下，指在定义城轨车辆年度总维修量维持恒定状态的情况下，将原本意义上计划检修所涉及的作业内容进行划分，形成多个维修工作流程。在全效修的维修工作模式下，传统意义上的集中式检修得到了分散处理，形成了以月度或其他标准划分的分散式检修，在这种检修模式在下，能够有效利用城轨车辆运营高峰回库的窗口时间，通过对时间等各方资源的综合应用，圆满完成维修作业。通过实施全效修维修模式的方式，还能够使城轨车辆所对应的整个维修工作体系更加全方位与高效率。
在全效修的维修模式下，将检修对象自城轨车辆转换为城轨车辆相关的设备、零部件。同时，在检修时间方面，不需要城轨车辆单独进行集中停运检修，而是充分利用在城轨车辆运营高峰回库下的窗口时间，实现了检修工作时段以及检修场合的分散处理，检查后需要进行更换或维修的零部件可以通过互换修的工作模式加以解决，使有关城轨车辆的维修工作能够同时兼顾分散性与均衡性的特点。
6）架修
车辆运行公里数或运行时间达到各线规定值时，对车辆重要部件进行分解、清洗、检查、探伤、修理，并对车辆进行全面检测、调试及试验，以恢复整备车车辆综合性能，达到规程要求和质量验收标准的检修，称为架修。
7）大修
车辆在运行公里数或运行时间达到各线规定值时，对车辆进行全面的分解、清洗、检查、探伤和整修的综合修理，并对车辆进行全面检测、调试及试验，以恢复车辆原设计标准，或在原技术等级范围内局部改善，达到规程要求和质量验收标准的检修，称为大修。
8）半寿命修
根据车辆全寿命运用周期，在运行公里数或运行时间达到半寿命规定值时，对车辆进行完全解体、车体结构焊缝和所有受力部件无损检测，对整车所有系统进行全面清洗、检查和综合修理，并对车辆关键技术升级改造，进行全面检测、调试及试验，以确保车辆满足全寿命周期使用要求的检修，称为半寿命修。目前城市轨道交通车辆设计寿命一般为 30年，通过适当的半寿命修有助于延长车辆的使用寿命。