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美国拥有世界上最大的铁路网络。铁路在美国经济社会发展中曾起到十分重要的作用。在铁路建成之前，美国的交通网络很差，很多道路刚刚开始建设，依靠水路。最初是由重力和畜力驱动的有轨电车开始，最终由于受到英格兰的影响，蒸汽机车开始运行。第一台蒸汽机车于1830年开始商业运营，此后蒸汽机车铁路迅速普及。从1810－1850年工业革命时期到1850-1890年新殖民地开拓时期，铁路均扮演了不可替代的作用。美国铁路时代始于1828年巴尔的摩和俄亥俄铁路的创立，其后由于政府扶持等原因，铁路业得到了蓬勃的发展，虽然由于数次经济危机而导致铁路业衰退，但总体而言整个19世纪铁路均处于高速发展中。
美国南部虽然很早就开始修筑铁路以联系棉花产区和主要海港，但是直至美国内战前整个南方一直缺乏联结成网络的铁路系统。内战及战后初期的另一个铁路修筑增长点位于美国中西部。第一条横贯大陆铁路于1869年竣工，极大的促进了美国中西部的开发。随着玉米带地区农业发展，铁路成为运送农产品和居民出行的主要方式。在玉米带地区，有80%的农场位于铁路沿线5英里以内的地区，以便于农产品的运输。至19世纪末，美国已拥有20家全国性大型铁路公司，以及不可胜数的地区性小型铁路公司。
美国铁路在1910年代发展到顶峰，其路网长度达到254,251英里（1916年），居世界之冠，约有210万名铁路员工。但随后卡车的到来吞噬了货运量，汽车（以及后来的飞机）吞噬了客运量。 1940年之后，柴油电力机车的使用使得运营更加高效，需要更少的铁路工人和维修工人。随着汽车和航空业的发展，以及社会经济发展水平的提高，铁路业在客货运输中所占的份额逐年减少，虽然在第二次世界大战时期有所回潮，但总体呈衰退趋势。二战以后，不少铁路公司纷纷破产，线路也被废弃。至1980年，全国只剩下数家大型铁路公司。长途客运也与1971年交由政府主导的国家铁路客运公司运营。此外，在纽约市、芝加哥、洛杉矶等大型城市，通勤铁路仍然得到发展。1980年代对铁路实行放宽管制，使票价自由化的铁路在货运方面重获生机。目前，美国铁路网的总长度为139,679英里（2011年），铁路员工数约为21万。[1]
虽然目前美国铁路长途客运日渐式微，但货运总量仍十分可观。美国铁路大量运送的货柜、煤炭和石油，在经济发展中起重要作用。从1987年至2000年，美国铁路货运量增长172％，铁路运输占运输市场份额的43%，高于其他发达国家。
美国第一条铁路出现于马萨诸塞州，1826年为搬运建造邦克山纪念碑所需花岗岩，特地从开采地昆西修建了一条铁路至米尔顿尼庞西特畔的一个港口。该铁路被称为花岗岩铁路，为美国第一条投入商业运作的铁路。此前美国各地虽然有部分铁路，但都带有技术探索的性质而未实用。
1826年起，又有数家铁路公司在美国诞生：特拉华和哈德逊运河公司建设了重力铁路，莫霍克和哈德逊铁路则在伊利运河的河岸建造了铁路用于转运货物和乘客。1827年，马里兰州成立了巴尔的摩和俄亥俄铁路，将海港巴尔的摩和通向内陆的俄亥俄河相连结，首段铁路于1830年通车。在这一时期，铁路被认为是水运重要补充，连结水运和重要海港。相似的铁路有连结查尔斯顿和萨凡纳河的南卡罗莱纳运河和铁路公司，以及连结费城和俄亥俄河的公共事业主线（后宾夕法尼亚铁路）。
美国铁路发展早期充分借鉴了英国经验。南卡罗莱纳运河和铁路公司是第一座大量采用蒸汽机车的铁路商。巴尔的摩和俄亥俄铁路则是美国第一个公共交通承运商，1830年开始客运业务。1829年，彼得·库珀为巴尔的摩和俄亥俄铁路创制了美国第一台蒸汽机车“汤姆手指号”，该车最初目的是用来展示蒸汽机的动力和发展潜力，而非实用机型。美国铁路发展早期向英国大量进口机车，如著名的斯陶尔布里奇狮子号和约翰·布尔号等，但随即，美国国内机车制造业开始成型，早期美国自制著名蒸汽机车有德威特·克林顿号。1852年，巴尔的摩和俄亥俄铁路修筑至俄亥俄河畔，成为第一个抵达俄亥俄河的东岸铁路公司。
至1850年，美国铁路总长超过9,000英里（14,000公里）。1855年至1871年，联邦政府向在西部地区修建铁路的公司赠送了大量其可自由支配的土地，并且在其他政策上予以补偿。结果是在这一时期，美国中西部铁路发展迅速，包括第一条横贯大陆铁路在内的数条东西向铁路干线建成通车，从奥马哈至旧金山，并延伸至芝加哥。许多城市成为铁路交通中心，铁路工业和技术工人数量直线上升。
铁路发展使得美国交通出现翻天覆地的变化，一度流行的运河、收费道路和内河蒸汽船被铁路逐渐取代。铁路运输相对水运有着压倒性优势：铁路运输速度快，价钱更为便宜；高纬度地区水系有冬季漫长的封冻期，造成货物运输周转不灵，而铁路一年四季均畅通无阻，有力疏通冬季停运所造成的物流拥塞。铁路运输安全性也远高于水运（虽然当时铁路无法和今日铁路安全性相提并论），物主只需支付较少的保险额。以上因素造成19世纪70年代末时，美国的内河水运日渐式微。
铁路亦对人们出行带来深远的影响。铁路业发展以前，人们出行主要依靠骑马和公共马车。当时美国大陆已有通向各地的小径（如著名的俄勒冈小径），但路面状况极差，亦无人维护，布满坑洞。长途旅行在当时是一项异常艰辛的苦差，需要忍受长久的震动、摇晃和狭小的马车内空间。铁路的发展对个人出行是一场革命，铁路机车牵引著舒适的客车在铺设平整的钢轨上高速运行，乘客的日常生活、餐饮和睡眠都可以在火车上完成。至1860年，美国中部和北部几乎所有城市都拥有铁路车站。在美国玉米带，铁路网络高度发达用以运输农产品。当时有80%的农场和临近铁路线都不超过5英里。起初，中西部地区众多小铁路商建造了大量的低等级铁路支线。至1890年代相互兼并成20家大型干线铁路企业。在这一时期，最重要的概念是横贯大陆铁路。虽然联合太平洋铁路和中央太平洋铁路修建了第一条横贯大陆铁路，随后其他铁路商亦跟进。至美国内战结束，大部分铁路位于美国北部和中西部，南部铁路仍然不足，且部分铁路为宽轨，和主流路网无法兼容。
内战前，美国铁路网格局呈现出东北和五大湖区密度极大，其他地区稀疏的特点。
在北方，由于工商业发达，工业品行销内地，但当时东北沿海地区没有能直接连通中西部的自然河道，加上工商业带来的巨大利润，以及沿途自然环境对于工程建设相对友好，北方各州对于铁路十分青睐，不惜投入巨资鼓励私人企业建设铁路。各城镇先后接入铁路网，其中一些发展成交通枢纽，如底特律，克利夫兰，芝加哥等，都因为铁路兴起。
在南方，由于气候原因，内陆地区大多被茂密的亚热带丛林覆盖，河网密布，且洪涝灾害十分频繁，因此铁路系统的修建和维护成本高昂。同时，南方的种植园经济属于初级原料加工级别，对于东海岸和欧洲等沿海市场极度依赖，以及低成本的水运阻碍了铁路网的发展，因此南方铁路系统相比北方不值一提。
战争期间，南方有限的铁路网不仅没有帮助南方的战争部署，反而成为了北方军队的行军线和补给线，因此铁路成为了破坏目标。但在北方，由于动员和补给的需求，铁路公司的盈利能力极大提升，一批铁路巨头在此时赚到了第一桶金，随后又将这些资金投入到更多的建设上去，美国北方的铁路网西端从战前的芝加哥向西推进到艾奥瓦和明尼苏达，加州也出现了低密度的铁路网。
战后，为了安抚南方白人选民的情绪，同时也出于将南方的经济体系纳入国家经济体系以避免再次爆发分裂运动的目的，美国国会通过了重建法案。在这套法案的支持下，南方的铁路网也开始出现，并带动了南方工商业的长足发展，也为镀金时代的经济爆炸式增长提供了基础。
第二次世界大战后经济繁荣时期，由于航空业兴起和高速公路修建，美国铁路业开始走向萧条。
一方面，美国的制造业在全球化进程中大量流失到国外，大量工厂关闭，生产能力下降，导致货运需求急剧萎缩，货运铁路的盈利能力下降。
另一方面，随着技术的进步，汽车更加稳定可靠，民航业也进入了快速发展时期，客运铁路的客源被大量分流，客运部门也遭遇寒冬。
而对铁路行业打击最大的就是内斗。二战后美国私营铁路公司多如牛毛，但几乎没有哪家公司拥有足以盈利的路网和资金，而恶性竞争导致的低利润更是让设备状况和服务更加恶劣，更多人放弃铁路出行，形成恶性循环。
卡车技术的进步和道路网完善使铁路客货运均受到强有力的挑战。此时铁路在运送大宗物品如煤、铁和谷物时还有优势，然而在这一时期，ICC继续对铁路业施加严格的调控，对铁路运价、运作和铁路网络都提出诸多限制，造成铁路公司亏损严重、入不敷出。
1966年，美国国会批准成了联邦铁路管理局（Federal Railroad Administration，FRA）隶属于新成立的美国交通部。FRA从ICC手中接过了监督铁路运输安全的职责。此外还负责制定全国铁路政策、铁路业现状供求调研，实行有利于铁路发展的举措。
高速铁路技术出现后，曾有一段时间事故率居高不下。出于安全考虑，美国交通部出台新规，要求时速80英里以上的列车加装安全装置，但此时铁路公司资金匮乏，导致大多数公司对铁路运输实行限速，此举导致高速铁路在美国发展受阻。
1984年，由于私营铁路公司大量倒闭破产，或者放弃客运业务，联邦政府出于维护公共利益的考虑，决定整合客运资源，成立美铁公司。开始时联邦政府认为几年就能扭亏为盈，但很多铁路公司拒绝加入，同时来自外部的竞争过于激烈，导致美铁至今难以盈利，年年需要国会拨款补贴。与此同时，美铁不断削减不盈利线路，导致诸如蒙大拿和怀俄明等州的铁路客运业务成为历史。设备老化导致准点率下降，事故率上升，服务态度不佳等问题突出，线路密度和覆盖能力不足，铁路运输效率也在不断下滑。
美国境内绝大多数客运和货运铁路都采用1435mm标准轨距，这使得美国可以与其邻国加拿大和墨西哥无障碍地进行铁路运输。
柴油机车最早于第一次世界大战后出现在欧洲。美国从1930至1940年代起开始逐步淘汰蒸汽机车并换装柴油机车。至1950年代绝大部分蒸汽机车已经退出运输市场。相比蒸汽机车，柴油机车虽然造价高昂，但燃油效率高、清洁、人力成本低、可靠性好，并且不需要对铁路线路进行施工，至今仍是美国铁路的主力机车。1930至40年代，少数铁路公司开发出流线型动车组以满足高速长途旅行的需要，其动力为柴油引擎或其他类型的内燃机。
美国的电气化铁路开始于19世纪晚期，但并未得到长足的发展。除去城市捷运和通勤铁路部分，仅有东北和西北少数地区修筑有电气化铁路。其中原宾夕法尼亚铁路拥有全国最大的电气化铁路网络。美国铁路公司曾以电力机车进行客货运输，但目前电力机车尽用于客运。
铁路还通过增加运输能力破坏了环境的自然趋势。 遍及美国的铁路使以前无法获得的货物和人员的运输变得更快、更高效。 农业、动物、士兵、货物和自然资源现在能够在更短的时间内远距离移动。 结果，以前没有收获的东西，例如某些耕地或动物种群，现在正在被使用。
在19世纪上半叶，水牛群遍布美国中西部各州，但美国人民通过昭昭天命（Manifest Destiny)彻底改变了美国的景观。 内战前，有800万头水牛自由活动，但战后只剩下4至600万头，因为它们的皮在全国变得有价值，家养的马和牛开始与野牛占据相同的空间并放牧相同的土地。有影响力的动物学家和研究美洲野牛的威廉·霍纳迪(William Hornaday)写道：“铁路一穿过水牛国，屠杀就开始了。” 铁路增加了水牛的消费，因为猎人和商人可以将部分水牛运送到该国需求量很大的偏远地区。以前，将水牛商业化是不合理的，因为它有皮、肉和骨头，因为到达目的地需要更长的时间。 由于铁路使交通变得更快，人们现在可以从中西部平原看似无穷无尽的资源中赚钱：水牛。 多亏了新的铁路，对水牛的大规模捕猎是如此极端，以至于狼无法吃掉所有留下的尸体[2]。
由于水牛数量迅速减少，通过创造就业机会产生了经济机会[3]。 男人们在平原上寻找工作和剥皮野牛，并维护用于运输珍贵野牛皮的铁路基础设施。
虚构的工程师“Joe Smashup”在虚构的“堆放车站”上对机车的激进操作构成了1855年及前后出现在美国报纸上的讽刺作品的基础[4][5]。
1967年，加拿大民谣歌手戈登·莱特福特 (Gordon Lightfoot) 发行了一首名为“加拿大铁路三部曲”的歌曲，记录了他看待自然的方式，以及随着穿越北美的铁路不断增加，自然如何发生变化。 他描述了原始荒野“早于白人，早于车轮”，早于先驱者开始在这片青翠的土地上建造矿山、磨坊和工厂。由于对财富和冒险的乐观态度，莱特富特声称，“铁路工人听到铁锤响起变得焦躁不安。”他还通过写下一句话来描述这个行业对大自然的代价，“敞开她的心，让生命线流动。” 他将大自然的心描述为工人的梦想在流血，无法阻止，“进入麝香和雨中”。
通过努力工作的技术，先驱者和商人根据自己的商业需求和对权力的追求来适应环境[6]。
| 各地区铁路有效里程 | |||||||||||||||||
| 地区 | 1830年 | 1840年 | 1850年 | 1860年 | 1870年 | 1880年 | 1890年 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 新英格兰 (ME, NH, VT, MA, RI, CT) |
30 | 513 | 2,596 | 3,644 | 4,273 | 5,888 | 6,718 | ||||||||||
| 东部 (NY, PA, OH, MI, IN, MD, DE, NJ, DC) |
1,484 | 3,740 | 11,927 | 18,292 | 28,155 | 40,826 | |||||||||||
| 南部 (VA, WV, KY, TN, MS, AL, GA, FL, NC, SC) |
10 | 737 | 2,082 | 7,908 | 10,610 | 14,458 | 27,833 | ||||||||||
| 中西部 (IL, IA, WI, MO, MN) |
46 | 4,951 | 11,031 | 22,213 | 35,580 | ||||||||||||
| 中南部 (LA, AR, OK/Indian Territory) |
21 | 107 | 250 | 331 | 1,621 | 5,154 | |||||||||||
| 西部 (ND, SD, NM, WY, MT, ID, UT, TX, AZ, NE, KS, TX, CO, CA, NV, OR, WA) |
239 | 4,578 | 15,466 | 47,451 | |||||||||||||
| 美国总计 | 40 | 2,755 | 8,571 | 28,920 | 49,168 | 87,801 | 163,562 | ||||||||||
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