Đường sắt cao tốc (ĐSCT) là loại hình vận tải hành khách nhanh hơn hẳn đường sắt thông thường, với tốc độ được Liên minh châu Âu quy định từ 245 km/h (đường nâng cấp) đến 295 km/h (đường mới), trong khi Nhật Bản vận hành Shinkansen trên 260 km/h và Trung Quốc đạt tới 350 km/h (thậm chí maglev 430 km/h). Lịch sử hiện đại của ĐSCT bắt đầu từ Nhật Bản với tuyến Tōkaidō Shinkansen khởi công năm 1959 và khai trương tháng 10/1964, khi tàu 0 Series do Kawasaki chế tạo đạt tốc độ 210 km/h. Tại châu Âu, phong trào này khởi động từ Hội chợ Vận tải Munich năm 1965 với tàu DB Class 103, và dịch vụ thường xuyên đầu tiên ở 200 km/h là tàu TEE "Le Capitole" của Pháp. Định nghĩa về ĐSCT rất đa dạng: Mỹ quy định trên 180 km/h, EU dùng tiêu chuẩn 250 km/h cho đường mới, còn Trung Quốc phân thành hai cấp (200-250 km/h hỗn hợp và 350 km/h chỉ chở khách). Về mặt kỹ thuật, ĐSCT thường dùng đường sắt hàn liền để giảm rung, khổ tiêu chuẩn và không có giao cắt đồng mức, đồng thời một số hệ thống như tàu TGV của Pháp còn được dùng để chở thư tín hàng hóa.