火车依靠装有动力机械的机车(俗称火车头)牵引一节节车厢，在铁路上行进。火车是现代运输的重要组成部分，除了运送旅客外，火车还是长途运送货物的主要交通工具，具有负载量大、运输成本低等优点。此外，在大型的煤矿、工厂里，也利用火车完成内部的运输任务。 火车已有100多年的历史了。最早出现的火车是在1814年由英国人斯蒂芬森制造的。到1825年，他制造的“动力”1号机车创造了当时陆行驶的最高速度，每小时24千米。在这之后的几十年中，火车逐渐成为重要的交通工具，欧洲各国及美国开始大规模修建铁路，人类从此进入了铁路时代。火车和铁路的出现使人们可以更快地进行长途旅行，可以更轻易地从很远的地方得到所需的物资并把产品运送到远方去销售，这些都大大推动了生产发展，提高了人们的生活水平。 在火车发展的初期，火车的动力主要由机车上的蒸汽机提供，机车上必须携带蒸汽机工作所需要的煤和水，这样的机车称为蒸汽机车。随着时代的发展，现代的火车已不再使用粗笨、效率较低的蒸汽机，而采用内燃机或电动机产生动力，这样的机车分别称为内燃机车和电力机车。 内燃机车有柴油机车和燃气轮机车两种，都是自身携带燃料，用内燃机产生动力通过传动装置牵引火车前进。电力机车则是靠沿铁轨建造的输电线路输送电能，用电动机产生动力，具有控制方便、速度快、污染小的优点。电力机车除了能在地面上行驶外，一些城市中修建的地下铁路也都是电力机车牵引。 铁路是专为火车行驶修建的。铁轨铺设在枕木上，枕木可以把火车经过产生的压力均匀地传到地面。铁轨的横断面是“工”字型，这样既有足够的强度，又节省了材料。火车的转向也是由铁轨引导的。 中国第一辆蒸汽机车是1881年在唐山制造的。以詹天佑为代表的中国早期铁路建设者为创建中国的铁路运输事业建立了不朽的功绩。中国目前可以自己设计、生产、维修各种机车，并在1988年结束了制造蒸汽机车的历史，进入以内燃机车和电力机车牵引火车的时代。 目前世界上的火车已主要由内燃机车或电力机车牵引，火车运行速度也大大提高。最先进的磁悬浮列车利用磁力使列车悬浮在铁轨上，速度最高能达到每小时500多千米，而且还将继续提高。尽管今天汽车和航空运输已获得了巨大的发展，火车仍占有不可忽视的地位。高速火车发展历史105日本、法国、德国是当今世界高速火车技术发展水平最高的三个国家。 高速火车的实际应用发源于日本。1959年，日本国铁开始建造东京至大阪的高速铁路，并在1964年开通，全长515公里，火车时刻表时速210公里，称为东海新干线。随后向西延伸，于1975年开通至冈山，1975年开通至终点站博多，大阪至博多称为山阳新干线，全长1069公里。 1982年，大宫至盛冈间465公里的东北新干线开通，同年11月，大宫至新泻间的上越新干线也开通运营。 1970年，日本制定“全国新干线火车网建设法”，1972年日本运输省又规划了五条新干线：北陆新干线（东京-大阪-富山）、东北新干线延长线（盛冈-青森）、九洲新干线（博多-鹿儿岛）、长崎新干线（博多-长崎）、北海道新干线（青森-札幌）。 法国高速火车称TGV(Train a Grande Vitesse 法文超高速列车之意）。法国国铁（SNCF）从1950年开展高速火车技术研究，1955年研制的样车试车，就创造了当时的世界最高记录-火车时刻表时速331公里，使人们看到了这一技术的发展前景。 法国高速火车实际运营开始于1967年，稍晚于日本。但法国国铁不断改进，使TGV的速度不断创新，1981年，一列由七节车厢组成的TGV列车创下了火车时刻表时速380公里的新记录。1990年，第二代TGV列车又以515.3公里的火车时刻表时速刷新了世界记录，冲破了被称为极限的375公里火车时刻表时速，使TGV成为法国人日常生活不可缺少的一部分。 1972年法国完成了编号为TGV001的原型列车，最高火车时刻表时速318公里。1981年第一代TGV-PSE创造了火车时刻表时速380公里的记录。1990年，一列由两辆动车、三辆车厢组成的第二代TGV Atlantigue以515.3公里火车时刻表时速创造了新的世界纪录。 法国TGV线路目前分为三部分：巴黎东南线（TGV PSE），由巴黎至里昂运行3小时50分，火车时刻表时速260公里。 大西洋线（TGV Atlantigue）,由巴黎通往大西洋岸,火车时刻表时速300公里，载客由第一代368人提高到485人。 后续线路包括TGV Nord、TMST、PBKA。TGV Nord从巴黎到里昂并穿越英伦海峡进入英国。另有支线到布鲁塞尔，并将延伸至阿姆斯特丹、科伦、法兰克福。TMST 由巴黎至伦敦。PBKA是由法国、德国和比利时巴黎到布鲁塞尔到科伦的线路，后来荷兰也加入，延伸至阿姆斯特丹。 德国高速火车称为ICE（Inter City Express）。1979年试制成第一辆ICE机车。1982年德国高速火车计划开始实施。1985年ICE的前身Inter City Experimiental首次试车，以317火车时刻表时速公里打破德国火车150年来的记录，1988年创造了火车时刻表时速406.9公里的记录。1990年一台机车加13辆车厢的ICE列车开始在Wurzburg-Fulda高速火车试运行，火车时刻表时速为310公里。 1992年德国火车以29亿马克购买了60列ICE列车，其中41列运行于第六号高速火车，分别连接汉堡、法兰克福、斯图加特，运行火车时刻表时速200公里。目前，德国已建成高速火车1000多公里，到2000年，德国计划建成11条高速火车。
