La Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée, communément désignée sous le sigle PLM, était une compagnie privée de chemins de fer français. Elle desservait le sud-est de la France, et notamment la Côte d’Azur, avec par exemple la ligne de Toulon à Nice, mais aussi la Provence, les Cévennes et les Alpes.

Elle est créée en 1857 par fusion de la Compagnie des chemins de fer de Lyon à la Méditerranée avec la Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon. L'exploitation des lignes des deux compagnies resta néanmoins séparée et l'on constitua ainsi une région nord et une région sud. Cette situation se prolongea jusqu'en 1862 et des traces en furent conservées dans la suite dans certains services (c'est ce qui explique la structure de la partie la plus ancienne du fonds d'archives du PLM).

Toute une série de compagnies locales sont ensuite rattachées à la Compagnie, notamment à la chute du Grand Central avec les chemins de fer de la Loire (les premiers de France) et la ligne du Bourbonnais. Dans le détail, la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée a absorbé : la Compagnie des chemins de fer algériens, la Compagnie du chemin de fer de Bessèges à Alais, la Compagnie du chemin de fer de Lyon à Genève, le Syndicat du Bourbonnais, la Compagnie des chemins de fer du Rhône à la Loire, la Compagnie du chemin de fer d'Andrézieux à Roanne, la Compagnie du chemin de fer d'Avignon à Marseille, la Compagnie du chemin de fer de Lyon à Avignon, la Compagnie du chemin de fer de Saint-Étienne à la Loire, la Compagnie du chemin de fer de Saint-Étienne à Lyon et la Compagnie des chemins de fer du Dauphiné.

Par décret du 31 décembre 1920 elle absorbe également la Compagnie de l’Ouest algérien, qui avait été créée en 1881 pour construire et exploiter le réseau de chemins de fer d’Oran.

La nationalisation des chemins de fer français est décidée en 1937 et devient effective en 1938, date à laquelle les activités et réseaux ferroviaires du PLM sont absorbés par la nouvelle Société nationale des chemins de fer (SNCF). La Compagnie PLM démeurre néanmoins : elle se recentre sur son activité hôtelière et touristique. Elle est finalement rachetée par la Compagnie internationale des wagons-lits, elle-même absorbée au sein du groupe Accor en 1991.