ТГМ20-001, інше позначення ТГМ21-001 (після доопрацювань) — дослідний радянський маневровий двовісний тепловоз, випущений Муромським тепловозобудівним заводом 1959.
ТГМ20 є спробою створити тепловоз, який посів би проміжну нішу між тепловозами ТГМ1 (потужність двигуна 400 к.с.) і ТГК (потужність двигуна 150 к.с.). Конструктивно він був уніфікований з ТГМ1, який на той час випускав Муромський завод, але мав дванадцятициліндровийдизельний двигун1Д12 потужністю 300 к.с. при частоті обертання вала 1500 об/хв (на ТГМ1 був встановлений 1Д12-400 потужністю 400 к.с.), такий же як на тепловозах-електростанціях МЕС. У порівнянні з ТГМ1, ТГМ20 був на 12 тонн легше і на 1570 мм коротше, а також мав на 300 мм менш жорстку колісну базу, що дозволяло йому ефективніше вписуватися в криві. В тяговій гідравлічній передачі, порівняно з ТГМ1, було змінено передатне число режимної коробки на маневровому режимі, яке тепер становило (31:22)×(31:22)=1,985 (на ТГМ1 — 2,026).
Згодом на ТГМ20 встановили новий двигун — 1Д12-400 потужністю 350 к.с. при частоті обертання вала 1550 об/хв, після чого тепловоз отримав нове позначення — ТГМ21-001. Серійного виробництва не було розпочато, найбільш ймовірно через завантаження Муромського заводу випуском тепловозів ТГМ1, згодом ТГМ23, а також з переходом Калузького машинобудівного заводу на випуск нових потужніших тепловозів ТГК2.
Раков В. А. Опытные тепловозы ТГМ20 и ТГМ21 // Локомотивы отечественных железных дорог 1956—1975. — 2-е, переработанное и дополненное. — М. : Транспорт, 1999. — С. 353—354. — ISBN 5-277-00821-7.(рос.)
Прапорець вказує країну виготовлення. В дужках подано роки виготовлення. Курсивом вказано дослідні тепловози. Жирним виділено маневрові тепловози. Ширина колії: 1 — 750 мм, 2 — 1000 мм 3 — 1067 мм, 4 — 1435 мм.