Tàu hỏa đã đánh dấu sự ra đời của mình vào ngày 7/9/1825 khi mà chiếc tàu đầu máy hơi nước đầu tiên của George Stephenson đã kéo theo một toa hành khách với vận tốc 25km/h trên tuyến đường Stockon – Darlington. Được lái bởi chính Stephenson, chiếc tàu này còn kéo theo nó một toa chở than và lúa mỳ nặng 80 tấn, mở ra một chương mới cho lịch sử các phương tiện vận chuyển đường bộ. Sau 185 năm lịch sử tàu hỏa, tốc độ đã tăng lên trên 20 lần và khối lượng vận chuyển cũng đã được tăng đáng kể.
Trong một thời gian dài (gần một thế kỷ), khi tàu hỏa vẫn còn sử dụng các đầu máy hơi nước, tốc độ tối đa của tàu chỉ đạt được ở mức 80 tới 100km/h. Trong khoảng thời gian này, không có bất cứ sự thay đổi đáng kể nào diễn ra và tốc độ chỉ được tăng lên khi đầu máy của tàu hỏa sử dụng điện và từ thay thế cho hơi nước. Ngay lập tức, tốc độ của tàu hỏa được tăng lên ít nhất là 2 lần. Nổi tiếng nhất trong thế hệ tàu hỏa cao tốc này là tàu Shinkansen ở tại Nhật Bản đã đạt được tới vận tốc 208km/h ngay từ thập niên 1960-1970. Lần lượt các nước châu Âu, châu Mỹ, châu Úc và châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ… cũng đã triển khai hệ thống đường sắt cao tốc
Tính cho tới tháng 1 năm 2011, tốc độ lớn nhất của tàu cao tốc đạt được vẫn thuộc về Nhật Bản với con tàu mang tên MAGLEV (viết tắt của Magnetic Levitation). Tốc độ của đoàn tàu này đạt tới 581 km/h. Tàu hỏa cao tốc tại tất cả các quốc gia khác trên thế giới cũng được coi là một trong những bước tiến vượt bậc về giao thông đường bộ. Tuy vậy, khi xét tới chi phí và so sánh với các phương tiện vận chuyển hàng không thì tàu cao tốc vẫn chưa thực sự chứng minh được tính ưu việt của mình.