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“高铁”重定向至此。关于其他用法，请见“高铁 (消歧义)”。
提示：此条目的主题不是高速动车组列车。高速铁路，或称高速铁道，简称高铁，是一种比普通铁路速度更快，使用特别机车车辆与专用轨道的铁路运输系统。一般而言其速度约为普通铁路的两至三倍，最高运营时速达到200公里以上。高速铁路是一个综合概念，包括路轨、供电网、高速列车、通信、班车调度等等。高铁一词通常指可高速运行的传统的轮轨运输系统，不过广义的高速铁路包括所有使用固定轨道或管道的高速运输系统，所以诸如磁悬浮列车等也是广义高速铁路的一种。
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世界第一个投入商业运营的高速铁路系统为日本的新干线，自1964年起运营[1]。目前世界上拥有高速铁路的国家或地区包括中国大陆、香港、台湾、美国、日本、韩国、英国、法国、德国、比利时、卢森堡、荷兰、瑞典、瑞士、波兰、丹麦、挪威、芬兰、奥地利、俄罗斯、意大利、希腊、摩洛哥、西班牙、葡萄牙、沙特阿拉伯、土耳其、乌兹别克斯坦以及印度尼西亚。世界上最大的高铁路网在中国大陆，其线路长度达4万公里[2]，占全世界高铁总长度的三分之二[3]。
目前轮轨列车的世界最快运行记录由法国TGV Euroduplex列车所创造，为574.8公里/小时；最快运行的磁悬浮列车则为日本L0系高速列车，试验速度达到603公里/小时[4]。两车交会试验速度记录则由中国大陆在6月28日福厦高铁福清至泉州区段的湄洲湾跨海大桥以单列最高时速453公里、双向两列相对交会最高时速891公里运行的复兴号CR400BF-J与CR400AF-C动车组缔造[5]。在实际运用方面，包括京沪高速铁路在内的中国大陆多条线路以350公里/小时的营运速度为世界最快的轮轨列车线路，而上海磁浮示范运营线曾经以最快430公里/小时运行，但自2020年5月起最高运营时速调整为300公里/小时。
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对于“高速铁路”一词，现时世界上并没有统一的定义，所以不同的组织或国家均对“高速铁路”有各异的标准。但近年各地的标准均趋于接近，国际铁路联盟的建议是指通过改造原有线路使其设计速度达到200公里/小时，或新建线路的设计速度达到250公里/小时以上。不过，由于许多国家的传统铁路也进行高速化，一旦速度提升达到200公里/小时的范围，会使得高速铁路的定义趋于模糊。
为了组织建立泛欧高速铁路网（简称TEN-R）体系，欧盟在1996年宣布对“高速铁路”提出新的定义，并发布了“96／48／EC号指令”（DIRECTIVE 96/48/EC），给出“高速铁路”和“高速铁道机车车辆”两方面的标准。此标准现在普遍适用于欧盟成员国。
- 高速铁路
- 新建高速铁路的容许速度达到250公里/小时或以上。
- 经升级改造的高速铁路，其容许速度达到200公里/小时。
- 高速铁道机车车辆
- 在新建高速铁路上，运行速度最少达到250公里/小时，并在可能的情况下达到300公里/小时以上。
- 在既有铁路上，运行速度达到200公里/小时。
根据联合国欧洲经济委员会运输统计工作组织，和欧盟一样分别为“高速铁路”和“高速铁道机车车辆”两方面设立了标准。
- 高速铁路
- 高速铁路专线在主要路段的容许速度达到250公里/小时或以上。
- 经升级改造的高速铁路，在主要路段的容许速度达到200公里/小时。
- 高速铁道机车车辆
- 在高速铁路专线上的设计运营速度最少达到250公里/小时。
- 在经升级改造的高速铁路上，设计运营速度达到200公里/小时的高速摆式列车。
- 最高运营速度达到200公里/小时的传统高速铁道机车车辆。
国际铁路联盟也对“高速铁路”和“高速铁道机车车辆”两方面的标准提供了建议。
- 高速铁路[6]
- 新建高速铁路的设计速度达到250公里/小时以上。
- 经升级改造（直线化、轨距标准化）的高速铁路，其设计速度达到200公里/小时，甚至达到250公里/小时。
- 高速铁道机车车辆[7]
- 商业营运速度最少达到250公里/小时的高速动车组列车。
- 商业营运速度较低（200公里/小时），但服务品质较高的列车，例如摆式列车。
- 商业营运速度达到200公里/小时的传统机辆模式（铁路机车牵引铁路车辆）铁路列车。
但国际铁路联盟仅为提供建议，对“高速铁路”并无固定的定义。国际铁路联盟认为，各国可以根据自身情况确定本国“高速铁路”的概念，例如在既有线上提速改造而最高速度达到200公里/小时以上；或者在一些铁路运输比较落后的国家，即使列车最高营运速度仅达到150公里/小时，但同时提供了优质的服务，也可称为“高速铁路”，因为这被视为成为真正“高速铁路”的起点。
日本：作为世界上最早开始发展高速铁路的国家，日本政府在1970年发布《全国新干线铁道整备法》，为制定全国新干线铁路发展的法律时，对高速铁路的定义是，凡一条铁路的主要区段，列车的最高运行速度达到200公里/小时或以上者，可以称为高速铁路。
美国：美国联邦铁路管理局对“高速铁路”的官方定义为最高营运速度高于200公里/小时的铁路[8]。从社会大众的角度，“高速铁路”在美国通常会被用来指营运速度高于200公里/小时的铁路服务。
中国大陆：中国国家铁路局对高速铁路的定义为新建设计开行250公里/小时（含预留）及以上动车组列车，初期运营速度不小于200公里/小时的客运专线铁路。[9]同时2014年中国国家铁路局批准发布铁道行业标准《高速铁路设计规范》（TB 10621-2014）称《高速铁路设计规范》适用于新建设计速度为250～350公里/小时、运行动车组列车的标准轨距客运专线铁路[10]，但在在中国高速铁路网概念中，官方文件采用的是国际上广义高铁标准而不是狭义高铁标准，因此只要设计速度达到200km/h以上的铁路就可根据实际情况的需要将它们统筹规划，共同纳入高速铁路网这一栏进行研讨。[11]
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火车是人类发明的首项公共交通工具，在19世纪初期便在英国出现。直至20世纪初发明汽车，火车一向是陆上运输的主力。二次大战以后，汽车技术得到改进、高速公路亦大量建成，加上民航的普及，使铁路运输慢慢走向下坡。特别在美国，由于地广人稀、政府的投资主要放在公路建设上，不少城市内的公共交通曾一度被遗弃。如此的思维也影响不少地区，例如战后时期的台湾及美占时期的琉球。
高速铁路的发展始于1899年的普鲁士。当时普鲁士国家铁路与十家电力和工程公司合作，在Marienfelde和Zossen之间的一个军用铁路上实现了72公里的电气化，采用了10千伏45赫兹的三相电流。在电力铁路的突破之后的一段时间，基础设施的成本阻碍了高速铁路的发展。
在20世纪初的美国，一些城际有轨电车在当时速度很快，几种高速铁路技术也起源于城际有轨电车领域。
世界上首条投入商业运作的高速铁路是日本的东海道新干线，于1964年东京奥运前夕正式运营。第一代新干线列车0系主要由川崎重工业建造，行驶在东京－名古屋－京都－新大阪的东海道新干线，运营速度超过每小时200公里。
无论是高速公路或机场车站都得面对交通堵塞的问题。高速铁路的优点是载客量非常高，因此得以大量运输乘客。倘若旅程非以特大城市中心或过于偏远地方为出发及目的地的话，使用高速铁路加上换乘的时间可能只跟驾驶汽车相若。但高速铁路毋须自行驾车会较为舒适。且高速铁路班次可以较为频密，亦可过站停车，总载客量亦高于民航，只是其噪音对住宅区的滋扰可能会影响晚间的行车班次。
虽然高速铁路的速度不如飞机，但在搭乘时间短（3小时以内）或里程稍短的行程（500至1000公里），高速铁路因无需到一般较为遥远的机场登机，亦减省了提早划位、安检、等待登机之程序，因而仍较为方便省时。此外，高速铁路与航空等运输方式相比，较不易受到当地大雨、浓雾等气候因素影响，列车正点率高，取消率极低，且无影响旅客出行时间的“调时”制度。与之相反，沿路地形、土木建设成本与环境影响反而成为考量，由于高速铁路的弧度不能太高，所以兴建时所涉及的收地问题比兴建一般铁路为多，土地私有制往往会成为拆迁征地以兴建高速铁路的一大障碍。日本、韩国、欧洲、台湾都出现高速铁路取代部分短程航班的现象。而在运输需求庞大的中国大陆，航班在高速铁路的出现后纷纷减价，与高速铁路成竞争形势，对于长途客车等而言有更强烈的打击，除了夜间的卧铺车，人们更希望乘坐高铁。还有对于搭乘者来说，人数密集的火车有可能会发生恐怖袭击或意外，所以还需要有简单的安检并应多加提防自身安全。
世界各国的高速铁路发展都是连接人口密集的大城市。例如，日本的新干线东京至大阪（东海道新干线）；台湾的台北南港至高雄左营（台湾高速铁路）；韩国的KTX首尔至釜山（京釜高速线）；中国大陆的CRH北京至天津（京津城际铁路）、北京至上海（京沪高速铁路）、广州-深圳-香港（广深港高速铁路）等；德国的ICE科隆至法兰克福（科隆－法兰克福高速铁路）；西班牙的AVE马德里至塞维利亚（马德里－塞维利亚高速铁路）、马德里至巴塞罗那（马德里－巴塞罗那高速铁路）；法国的TGV巴黎至里昂（东南线）；意大利的罗马至米兰（米兰至萨莱诺线路）；美国的波士顿至纽约和华盛顿（阿西乐特快）；英国的伦敦至法国的巴黎（欧洲之星）等高速铁路。这样可以减少投资，需要时亦可以将原有的路轨改良后使用。
高速铁路的顾客对象多数以商务旅客为主。旅游游客是第二主要客户。以法国高速铁路为例，它连接了海岸的度假区，并且在长程线路上减价并设置商务舱以跟飞机竞争。因为高速铁路的出现，不少以离巴黎现在低于一小时车程的地区开始成为通勤的住宅区。不少高速铁路的兴建，本来是使偏远的地区亦得到较快的发展。台湾、韩国、西班牙及荷兰的高速铁路亦是希望得到这种效果。不过规划铁路线的过程中也引起了周边住民的异音。
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高速铁路对环境的影响总体来说是有益的。高速铁路以电力推动，尾气排放集中在发电厂，污染控制相对容易。在以清洁能源为主发电的国家，相较于长途航班，高铁具有环保的优点。然而，高铁运作所消耗的能量比普通客车高，票价也比较昂贵。另一方面，大部分非大都市地区的高速铁路由于线路和价格问题，都是无法达到收支平衡，因此日本偏远地区并没有兴建新干线，中国则推动了通过改造既有线，并开行时速200公里左右的经济型动车组来应对。一项2009年的研究指出，在大多数情况下，建设高速铁路比不建设该线路减少了交通导致的温室气体排放，不过可能需要数十年才能弥补建设所造成的排放。但在存在容量限制和大量运输的情况下，投资高速铁路不会导致总排放量增加。不过，除了土地占用、障碍效应、视觉干扰和噪音之外，高速铁路的基础设施也会对环境产生负面影响（如屏障效应以及建设和后续维护及运营所需的道路所占用的土地），并且高速铁路在建设阶段对环境影响尤为严重。[12]
高速铁路可以通过环境、商品价格和收入提高居民的幸福感，但效果很有限。北京大学和暨南大学的研究人员对28,646名中国大陆居民的调查发现，以1至5的尺度衡量，高速铁路使得幸福感增加了0.076，省会城市、拥有农村户口的个人、男性、老年人和健全人有可能从高铁项目中受益。[13]
世界各地的高速铁路状况
设计时速在300 - 380 km/h之间的新建高铁路线设计时速在200 - 299 km/h之间的新建高铁路线计划新建/恢复高速铁路系统已取消、暂停高速铁路系统从未使用过高速铁路系统
日本是全世界首个将高铁投入运营的国家。日本首条也是全球首条高铁路线东海道新干线在1959年动工，并于1964年通车，时速200公里，0系列车亦同时投入服务。经过近50年的发展，路网已经扩展至2764.5公里（不含迷你新干线），速度也逐渐提升至300公里，并以50年来零死亡的名义推广新干线予其他国家，同时还有极短发车间距、高正点率的JR品牌印象。
在磁浮列车上也取得显著成果，在2015年山梨磁浮实验线上驶出极速每小时603公里并提出申请吉尼斯世界纪錄[14]，为目前地面交通工具中最快者。目前日本尚未将磁浮列车正式用于商业运营的高铁路线上，但正在建设中的中央新干线预计将于2027年先行投入东京到名古屋之间的运行。
法国是全世界第二个拥有完整高铁系统的国家。法国亦是欧洲首条高铁东南线于1981年部分通车，TGV-PSE亦于1981年投入服务。法国亦屡次刷新高铁速度纪录，在2007年4月3日经过改装的TGV-V150列车在东线驶出轮轨高铁极速每小时574.8公里，截至目前为止，尚未有轮轨列车在线路上打破此纪录。
意大利是欧洲首个进行铁路高速化的国家，但其采用倾斜列车模式提速。虽然意大利首条高铁罗马－佛罗伦萨高速铁路在1970年动工，1977年首段通车，但是全线却在1992年才通车。其首种高铁列车为ETR401型，目前已退出高铁路线，改行城际铁路。
瑞典是欧洲首个引进采用不锈钢车体以及采用动力集中式设计高速列车的国家，瑞士ASEA公司、AdTranz公司、ABB公司自1989年至1998年研发和生产X2000列车，最高运营速度达200-210 km/h，属于摆式列车，能够在经过轨道曲线时由车载计算机控制对每节客车作出精确的倾摆（最多左右8度），以提高通过速度。每组标准编组的X2000列车只有一台电力机车，及五节无动力的客车。其中只有客车部分才有车体倾摆功能，而机车部分是没有的。然而其倾摆功能并非每次通过轨道曲线均会产生作用，如果列车运行速度低于70km/h，摆式系统将会自动锁定，因低速运行时倾摆反而会对旅客产生倾斜的不适感。X 2000的另一项重要技术是径向转向架。配备的自导向径向转向架容许各个轮对自由独立运动，大大减低轮对对轨道曲线产生的作用力，令X2000在通过弯道时的速度可以最多提升50%。配合摆式列车技术，列车在大部分线路上的运行时间平均更可减少30%，此外也能提高旅客的舒适程度，减少离心力对舒适性的影响。在1993年的一次试验中，一列带有两台机车的X2000列车达到了276 km/h的最高速度。
X 2000配备了三套可独立运作的制动系统，分别为盘式制动、再生制动和磁道制动。在控制系统方面，X 2000列车采用了列车自动控制系统（ATC），能持续向司机提供前方线路的信号信息。如果司机没有作出即时反应，ATC会自动取代司机进行控制。
德国的高铁路线建设始于1973年，线路为汉诺威－维尔茨堡。由于德国对高铁上采用磁浮或轮轨的争议，加上德国于1990年末才告统一，因此德国的高铁起步较慢。在1991年，德国推出ICE-1列车，是德国第一代高铁，德国以及法国等欧洲列车相似，以平稳性出名。
在1998年6月，发生艾雪德列车出轨事故，令德国高铁信誉蒙受打击，不过此事件后未再出现事故。
在2000年，推出ICE-3列车，时速可达320公里，成为多国高铁的样版，如中国的CRH3、西班牙的AVE S/103及俄罗斯的Velaro RUS等。
西班牙高铁首条线路马德里－塞维利亚高速铁路于1992年通车，采用法国TGV技术开发S/100列车，另外又从德国及意大利引入技术，再开发自主Talgo品牌，发展方向与中国类似。西班牙高铁已可连接法国，计划建设超过10000公里高铁，届时全国各地来往马德里只需4小时。然而，西班牙高铁在2013年8月发生脱轨事故，令西班牙高铁建设速度减缓。
1993年，配备三辆Corail车的Eurosprinter5601在常规客运服务中时速达到了220公里/小时，并行驶于Linha do Norte的Espinho和Avance站之间。
1999年初，葡萄牙铁路公司（CP）便已开始将阿尔法摆式列车投入旅客运输服务，其行车线路为葡萄牙的北部边界到阿尔加维，线路连接布拉加、波尔图、阿威罗、科英布拉、圣塔伦、里斯本、阿尔布费拉和法鲁等，行车时速为220km/h。
英国是全世界第一个拥有铁路的国家，也曾进行许多铁路高速化试验。英国于1970年代起进行APT(Advanced Passenger Train)计划，同时研发出IC125列车。然而因为APT多次事故，英国放弃了APT计划。 1994年英法海底隧道通车令英国出现了欧洲之星列车，2007年1号高速铁路通车后英国才有高铁在陆上高速行驶。现在英国政府推动2号高速铁路的建设计划，从伦敦至曼彻斯特及利兹等地，但当地有许多反对声音。
比利时的高速铁路线路共有4条，分别是HSL 1至4。HSL 1于1997年通车，由大力士高速列车及欧洲之星行驶。然而直至2012年V-250上路前，比利时和荷兰一直没有自行研发的高铁列车。荷兰高速铁路线路只有一条，就是荷兰高速铁路南线，连接至比利时边境。荷兰曾经考虑建设荷兰高速铁路东线，连接至德国边境，但因各种原因作罢。
美国因为人口密度低、廉价航空业发达、汽车拥有率高、燃油价格便宜、高速公路免费通行、铁路以货运为主、土地私有制导致拆迁征地困难等原因，高铁所能获利甚微，因而比起其他发达国家发展得较迟。美国现时的高铁阿西乐特快在2000年才开始上路，采用改良自TGV的摆式列车，运营时速可达250公里，而且是改善线路轨道而非新建线路，因此按较严格的标准而言美国并没有高铁。正在商议中的加利福尼亚高速铁路（旧金山至洛杉矶）、德克萨斯中央铁路(休斯敦到达拉斯)及佛罗里达高速铁路（坦帕中间经过奥兰多到迈阿密）都遇上不少反对声音，但如果建设完成将为美国首条严格定义下的高铁。
中国大陆于1998年从瑞典引入一列时速200公里的X2000运营于广深线，并在之后的数年里先后研制出蓝箭、中华之星、先锋号、奥星、天梭和长白山等用于探索高速铁路技术的列车，其中蓝箭和中华之星分别于2001年和2005年在广深线和秦沈客运专线上投入试验性商业运营。秦沈客运专线于1999年开工建设，2003年通车，设计时速200km/h，运营时速160km/h，基础设施预留了提速至250km/h的条件[15]。
在磁浮列车上，上海磁浮示范运营线引入德国技术Transrapid08，于2003年通车，以时速430公里发送乘客来往浦东机场和龙阳路，极速可达505公里。
2007年，铁道部第六次列车大提速后，通过购买技术转让研制的，可大规模实用化的和谐号动车组开始正式投入运营。初期运行的动车组刚上路时有350公里每小时及250公里每小时两种速度，但在2008年8月正式开通启动的京津城际铁路、沪宁城际铁路、沪杭客运专线、郑西客运专线等均为设计时速350公里的线路，另有时速250公里的列车在同一线路上行驶；合宁铁路、合武铁路、甬台温铁路及温福铁路等均为设计时速250公里的铁路。此外有部分既有线经高速化改造，部分路段可达时速200公里以上。
2008年，中国大陆第一条高速铁路专用线路京津城际铁路开通运营。经过8年的高速铁路新线建设和对既有铁路的高速化改造，时速首突破300至350公里。中国大陆的高铁控制及受流系统以其他拥有高铁先进技术的国家进行技术转让进行建设，因此在中国大陆可以看到不同国家技术制造的高铁列车。
2011年7月，发生温州高铁追尾意外。受追尾事件的影响和新任铁道部部长盛光祖的政策的影响下，全数铁路大降速，既有线降回至时速200公里，新建线路降至300公里每小时（G字头、C字头列车）或200公里每小时（D字头列车，部分时速为250公里）。在此之前，中国大陆高速铁路的速度已达世界级水平，CRH380AL型经改装开出时速487公里的极速。
2011年12月，由中国南车研制的更高速度试验列车在中国南车四方股份公司落成，设计速度500公里每小时，在高速列车国家工程实验室滚动试验台上创造了605公里每小时的最高轮轨试验速度。
八纵八横高速铁路主通道是2016年7月中华人民共和国国务院批复的《中长期铁路网规划》提出的中国高速铁路客运骨架，是在四纵四横的基础上扩增的线路。新增的高铁路段原则上运行时速为250km以上，较复杂的地形或气候可适当降低，部分人口较多、经济发达路段时速可达350km。
2017年，开始恢复时速350公里的由复兴号电力动车组担当的高速列车班次。此后几年部分线路也重新恢复至设计时速。
截至2023年底，中国大陆高铁总里程达到4.5万千米[16][17][18]，成为世界上最大规模的高速铁路网，其中运营时速可达300千米的线路总里程逾1万千米，占世界2/3以上，有包括香港特别行政区的31个省级行政区开通高铁。另外，成渝客运专线、京沪高速铁路、京广高速铁路[19]、广汕铁路（增城至汕尾段）[20]、福厦客运专线[21]、沪宁沿江高速铁路[22]、济郑高速铁路[23]、成自宜高铁[24]、汕汕铁路[25]、杭昌高速铁路南昌东站至余干站区间及京津城际铁路、京张城际铁路（八达岭长城至下花园北段）达到350km/h的全球最快运营速度；中国大陆的高铁路线仍持续兴建中，预计在2025年将建成约60,000公里的高速铁路网。[26]
韩国高铁KTX-I列车技术来自于法国国铁TGV-R列车，于2004年首先在部分通车的京釜高速线上运行。现时韩国可高速行驶网络达346.4公里，另湖南高速线亦于2014年通车。
台湾的高速铁路建设工程于1999年开工，并于2007年正式通车运营，全长348.5公里，运营时限速定为300公里。
台湾高铁原本采用的是欧洲技术。1997年，由西门子和阿尔斯通合资成立的欧铁列车公司曾和台湾高铁联盟（以大陆工程为首）参与台湾高速铁路之核心系统竞争，并且击败倾向采用日本系统的中华高铁联盟（以中华开发为首），取得高铁建设优先议约权。 然而，1998年德国发生艾雪德列车出轨事故，到1999年台湾又遭遇921大地震，且台湾高铁公司后来与欧铁列车谈判不顺，无法达成价格及技术上之协议，最终导致台湾决定改用日本新干线技术[27][28]，因而导致欧铁列车与台湾高铁产生纠纷，最后于2004年以台湾高铁赔偿欧铁列车六千五百万美元的损害赔偿而告终。[29]
目前使用的列车为700T列车，是JR东海、JR西日本共同设计的新干线700系列车改良而成，由日本川崎重工制造。于2007年1月5日通车后逐渐成为台湾西部重要的长途运输工具之一，亦为台湾轨道工业指标。目前南北双向每日共有130至162班次，平均日载客量达184,000人次[30]，周末与连续假期则有每天300,000人次的水准[31]。
土耳其首条高铁路线为安卡拉－伊斯坦布尔高速铁路。2009年首段通车，2016年全线通车，全长533公里，采用HT65000列车，由西班牙引进。另有新一代高铁列车研制中，与韩国合资企业研发。
俄罗斯在前苏联时代就已开始进行列车高速化试验。莫斯科－圣彼得堡走廊是俄罗斯的人口集中地，因此铁路高速化亦主要该处进行。1984年，俄罗斯推出ER200列车，最高时速达200公里。2009年，俄罗斯引入德国西门子Velaro技术，制造并开行Velaro RUS列车，名为Sapsan（即游隼）。游隼号以时速250公里穿梭在莫斯科－圣彼得堡铁路。俄罗斯更计划建设第二条莫斯科－圣彼得堡高速铁路，时速达400公里。然而两者皆使用1520毫米的寛轨，难以与国际上大部分国家使用的标准轨接轨。
乌兹别克斯坦的首条高铁塔什干－萨马尔罕高速铁路线路长344公里，正常的列车运营速度为每小时250公里。
卡萨布兰卡－丹吉尔高速铁路是当前摩洛哥国内正在兴建中的高速铁路运输系统，信号与行车线路维护系统是由安萨尔多STS以及 Cofely Ineo 进行安装，列车行驶最高速将可到达每小时320公里。
香港的高速铁路规划由1990年代开始。当时此线路被称为区域快线，列车可迅速地来往香港市区及边境。到2000年，港府发表《铁路发展策略2000》的新铁路发展策略，当中提出兴建“区域快线”。2002年，当时的香港环境运输及工务局与原中国铁道部正式研究广深港高速铁路香港段。此线路于2009年被提出时，因造价过高而引起香港社会广大回响。香港立法会在2010年通过广深港高铁香港段的拨款，原预计2015年通车。然而后来因超支、地质、管理不善等问题，延至2018年9月23日通车，但因2019冠状病毒病疫情由2020年1月30日开始暂时关闭，直到2023年1月15日放宽出入境限制后重开。
广深港高速铁路全长142公里，设7个车站，连接广州南站及香港西九龙站。当中，香港段全长26公里，由香港铁路有限公司运营。线路最高设计时速350公里，目前广深段运营时速310公里，香港段200公里。由广州南站到香港西九龙站，最快需时45分钟。
哥本哈根—灵斯泰兹高铁（中文又称：哥灵高铁、丹麦哥灵高铁）是丹麦第一条高铁新线，也是丹麦唯一的高铁新线。连接丹麦哥本哈根和灵斯泰兹。全长60千米，设计速度250千米/小时。20世纪90年代提出，2012年开工，2019年5月31日竣工。因信号系统安装不顺利，使得在2023年第二代欧洲列车控制系统启用前限速为180千米/小时。使用列车亦有很多是既有准高速列车。现时实际上是准高速铁路。[32]
2010年，马来西亚首相纳吉布·阿卜杜勒·拉扎克启动经济转型执行方案后，当局决定要修建一条连接吉隆坡和新加坡的高铁。两国领导人在2013年1月举行的会晤中都同意修建这条高速铁路线。根据2016年12月两国签订的双边协议，这条铁路线在2017年招标，2018年动工；预计在2026年落成之后，乘客乘搭高铁来往吉隆坡和新加坡，只需1小时30分钟。但是在希望联盟于2018年大选上台后，以财政困难为由，宣布延展该项目两年，并赔付新加坡政府4500万令吉。[33]该决定造成很大争议。2021年1月1日，马来西亚和新加坡政府发表联合声明，宣布取消连接马来西亚首都吉隆坡与新加坡的高速铁路项目。[34]不过在2023年，时任马来西亚总理安瓦尔表示有意恢复该计划。
雅万高铁是印度尼西亚的第一条高铁线路[35]，设计运行速度350kM/h，按照350kM/h的速度运营。在雅万高铁上运行的复兴号列车已经于2022年8月21日在青岛完成装船，[36]2023年10月2日投入正式商业运行。[37]
与车辆一样，高速铁路线路的建造也有特定的要求。
一般的列车路轨以有砟轨道为主，建造时会使用道砟去把枕木固定。但当列车以高速通过的时候，所引起的气流有机会把石子溅起（也就是道砟飞溅现象），有机会对列车构成危险，因此也出现了供高速铁路使用的无砟轨道。这类轨道除了比有砟轨道安全及耐用外，还有数十年免维护等优点。其缺点是无砟轨道不可维护，一旦结构被破坏，轻则降低等级使用，重则无法通行，修理则需要将一整段无砟轨道全部更换或重建。
无砟技术起源于德国，但德国的高速铁路过去以有砟轨道为主，直到近几年几条新开通的线路才开始使用无砟技术，日本的新干线情况相同使用了有砟及无砟轨道，而法国的TGV则通过精心安排道砟的铺设层次和堆高解决道砟飞溅的问题，而在法国高速铁路东线上有一段2公里的无砟试验段。
中国大陆的高铁则是在设计时速300-350km/h级别的高速铁路使用全部无砟轨道；设计时速200-250km/h级别的高速铁路可以选择使用有砟轨道或无砟轨道铺设，或者有砟轨道和无砟轨道两种轨道混合铺设。而在靠近火车站的铁路线上，则有有砟轨道和无砟轨道混合铺设的情况。
- 钢轮式
- 574.8 km/h：法国，TGV-Project V150 - 东线（2007年4月3日）
- 487.3 km/h：中国大陆，CRH380BL - 京沪客运专线（2011年1月9日）
- 486.1 km/h：中国大陆，中国铁路高速CRH380AL - 京沪客运专线（2010年12月3日）
- 453 km/h：中国大陆，两组CR450型列车交会 - 福厦客运专线（2023年6月28日）
- 443 km/h：日本，955型电力动车组 - 东海道新干线（1996年7月26日）
- 435 km/h：中国大陆，两组CR450型列车交会 - 郑济客运专线（2022年4月21日）
- 425 km/h：日本，952型・953型电力动车组 - 上越新干线（1993年12月）
- 420 km/h：中国大陆，中国标准动车组CR400AF和中国标准动车组CR400BF交会 - 郑徐客运专线（2016年7月16日）[38]
- 416.6 km/h：中国大陆，中国铁路高速CRH380A - 沪杭客运专线（2010年9月28日）
- 406 km/h：德国，ICE试验型城际特快列车称为ICE-V - 汉诺威－维尔茨堡高速铁路（1988年5月1日）
- 385 km/h：中国大陆，和谐号CRH380AM型电力动车组（CIT500） - 沪昆客运专线（2014年4月23日）
- 365 km/h：日本，新干线（2005年）
- 352.4 km/h：韩国，KTX（2004年）
- 319 km/h：意大利，TAV（1988年）
- 磁浮式
- 603 km/h：日本，JR磁浮L0系（2015年4月21日）
- 581 km/h：日本，JR磁浮MLX01（2003年12月2日）
- 501 km/h：德国，TransrapidTR-08（2003年）
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目前世界上高速列车技术仅为少数公司掌握，主要有铁道综合技术研究所、三菱重工、日立制作所（包括日立轨道意大利）、川崎重工、日本车辆制造、近畿车辆、综合车辆制作所、西门子、阿尔斯通、CAF、施泰德铁路、Škoda Transportation、Talgo、蒂森克虏伯（与西门子联合投资Transrapid项目）、现代Rotem、以及中国中车。
目前已掌握制造高速列车技术仅为少数系统，有AEG、Adtranz、DUEWAG、Fiat Ferroviaria、Firema Trasporti、Kalmar Verkstad、Henschel、Krupp、Schindler Waggon、SIG、Strømmens Værksted、SLM、英国铁路工程公司、东急车辆制造、中国中车、西门子、飞雅特铁路、安萨尔多百瑞达、庞巴迪和阿尔斯通。
- 日本新干线全部动力分散式，例如有E2系1000番台和700系列车，衍生家族有台湾高速铁路700T型和中国大陆的CRH2
- 日本日立制作所A-train系列出口英国，衍生产品有Class395、Class800一款柴油-电力双动力源铁路车辆、Class801、Class802、Class803、Class805、Class807、Class810
- 德国西门子-庞巴迪：ICE4
- 德国西门子-庞巴迪：ICE3，衍生家族有(AVE)S103，中国大陆的CRH3、CRH380B，俄罗斯的Velaro RUS
- 德国西门子: ICE3 Velaro D基于西门子Velaro第四款衍生，衍生产品有欧洲之星Class374、士耳其的HT80000、德国的Velaro MS（ICE-3neo）
- 德国庞巴迪运输：Zefiro平台，衍生产品有ETR400、ETR600、CRH1B、CRH1E、CRH380D
- 瑞典庞巴迪运输：Regina，衍生产品有CRH1
- 中国中车：CRH380A，CRH380B，CRH380C，CRH380D，CR400AF，CR400BF，CR300AF，CR300BF，CRH6
- 意大利阿尔斯通：Pendolino家族，相关产品有德国ICE-T、ICE-TD、英国的Class390、瑞士的ETR470、捷克的捷克国铁680型电力机车、中国大陆的CRH5
- 法国阿尔斯通：AGV
- 韩国现代Rotem：HEMU-430X、KTX-Eum、KTX-青龙
- 西班牙CAF：CAF Oaris、英国的Class397
- 中国：上海磁浮列车：TransrapidSMT
-
JR磁浮 – 世界现行载客试验最高速车辆（日本） -
Transrapid（德国） -
上海磁浮示范运营线 - 世界运营最高速车辆（中国）
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韩国高速铁路KTX-2
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1998年6月3日在艾雪德发生的艾雪德列车出轨事故是德国乃至世界高速铁路史上最严重的一次，也是全球首起的高速铁路死亡事故。一列时速约200公里的ICE-1列车在下萨克森州脱轨，并撞击桥梁，前段车厢完全解体，造成101个人死亡，88重伤。事故原因在于设计不良的车轮，ICE-1列车的车轮原本均以单铸铁制造一体成型，但因车身震动与噪音问题，所以后来在车轮外层包覆20毫米厚的橡胶，外面再套上一层相对较薄的金属车轮。然而在高速行驶下外层金属车轮产生金属疲劳并在肇事地点前6公里发生断裂并出轨，后面的车厢被300吨重的惯性力抛出轨道并彻底毁坏，最终整列列车翻车并扭曲变形，成为全球高速铁路首次的死亡事故。
2011年7月23日，中国浙江省温州市甬台温铁路发生了一次高速列车追尾事故。一列从北京南站前往福州站的D301次高速动车CRH2-139E与一列从杭州站始发前往福州南站的D3115次高速动车CRH1-046B，行至浙江省温州市方向双屿路段下岙路时，D3115次因信号系统遭雷击故障而减速进入时速20公里目视驾驶模式，其后方D301次列车驾驶因信号系统故障获得错误信息下接近D3115次列车，虽然D301次列车驾驶采取了紧急制动措施紧急减速，但撞击时时速仍有99公里，造成追尾事故。事故造成D3115次动车第15同第16节两车厢脱轨，D301次动车第1到第4节车厢脱轨坠桥。此次事故导致两列车1630名乘客中有40人死亡，210人受伤，是全球高速铁路自运营以来第二起死亡事故。
2013年7月24日，一列从西班牙马德里往圣地亚哥-德孔波斯特拉的西班牙高速铁道AVE Talgo 250动车组(编号Alvia 151)，在当地时间20:41，将要进入加利西亚自治区首府圣地亚哥-德孔波斯特拉车站之前，在一个限速80公里的弯道因超速发生出轨事故。该列车载有222人，包括218位乘客与4名组员，许多人被困在车厢内。该列车的司机向警方表示，火车通过弯道时的时速达190公里。该处弯道是在经过了80公里长将近笔直的路线后的第一个弯道。事故发生后，在现场找到73具尸体，另有7人在医院死亡。这是西班牙1944年以来最严重的铁路事故和第一起高铁事故，全球高速铁路第三起严重死亡事故。
2015年11月14日，为了调试刚完工LGV东欧线二期工程，一辆特制的高铁调试车搭载着法国国家铁路公司的49名技术人员、贵宾与4名儿童进行试车，但在法东阿尔萨斯地区的马恩-莱茵河运河在时速352公里中进行减速过弯时，列车2到7节出轨并部分落入河中，导致11人死亡、38名成年伤者中22人重伤，违规搭乘试验列车的4名无关未成年乘客也受轻伤。此事故原先被怀疑与11月13日恐怖攻击中的目标之一，因为先前有发生乘客携带枪支上车后来袭击未遂的事件，但后来警方认为这是一起无关联的意外。这是法国高铁第一次出现人员伤亡，全球第四次的涉及高铁死亡事故。
2018年12月13日，土耳其周四早上发生致命意外，在安卡拉省附近驶向科尼亚时，一列搭载了206名乘客的高速列车与与一辆执行轨道检查任务后返回途中的排障机车迎头相撞，以每小时80-90公里的速度撞击后，再撞向一道行人天桥，高速列车的三节车厢脱轨，一座横跨轨道的人行天桥塌落在两节车厢上。总计9人遇难，遇难者中有一名德国公民。事发时的闭路电视片段则被公开，照片显示，涉事的是土耳其国家铁路E68000型电力机车编号68041号，以及西门子承造的HT80000型高速电力动车组的客运列车，后者的最高速度可达300公里每小时。[39]全球高速铁路第五起的死亡事故。
KTX于2018年退出仁川国际机场铁道服务，原因包括乘客人数不佳和轨道联系等一系列问题。[40]仁川国际机场铁道并未作为高速铁路建造，导致其部分KTX服务的上限为150码。
在中国，许多升级到200公里/小时的常规线路已经将高速服务转移到平行高速线路。这些线路经常穿过城镇并设有平交道口，目前仍用于本地火车和货运火车。例如，汉丹铁路的所有（客运）动车组服务均通过汉十高铁，为速度较慢的铁路上的货运列车腾出运力。[41]
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