百余年来，铁路已有很大，大致可以分为开创时期、发展时期、成熟时期和新发展。
1825年，用机动车牵引车列在轨道上行驶于城市之间以输送货物或旅客的运输方式在英国出现，这就是铁路史的开始。1825年以前，也曾有过马拉车在轨道上行驶或把蒸汽机装在车辆上以驱动车辆在道路上行驶，但是这些都并非铁路运输方式。
世界铁路的发展百余年来，铁路技术已有很大发展，大致可以分为开创时期、发展时期、成熟时期和新发展时期。
开创时期一般认为1825～1850年为铁路发展的开创时期。这个时期正值产业革命后期，钢铁工业、机器制造业等已达到一定水平，同时工业发展又有原材料和产品的输送问题需要解决。这样，促使铁路迅速地兴起。1825年英国建成第一条铁路后，美国、德国等相继开始修建铁路。到1850年止，世界上有19个国家建成铁路并开始营业，详见下表：
发展时期一般认为1850～1900年为铁路的发展时期。这个时期内有60多个国家和地区建成铁路并开始营业。在这个时期工业先进的国家的铁路已渐具规模，俄国修建的西伯利亚铁路和美国开发西部修建的铁路，都长达数千公里。此外，这个时期在铁路建筑技术和铁路机车制造技术方面也获得了新的发展，如铁路隧道开凿技术方面，1872～1881年建成的圣哥达隧道，长15公里，首次采用上导坑先拱后墙法施工；在铁路机车制造方面，蒸汽机车的性能日趋完善，同时电力机车和内燃机车先后于1879年和1892年研制成功。
成熟时期一般认为1900～1950年是铁路发展的成熟时期。这个时期内，又有28个国家和地区建成铁路并开始营业。这些新建铁路大部分建在非洲和中东地区，而且大多建成于第二次世界大战以前。在这个时期内，一些国家因公路和航空等运输方式与铁路开展剧烈竞争，促使铁路提高了行车速度和改进了铁路客、货运输的服务设施，开始采用内燃机车和电力机车来代替落后的蒸汽机车。但由于铁路运输难以同公路运输的方便和航空运输的快速相竞争，逐渐出现萧条景象，如美国在1920～1950年拆除9万多公里铁路。
新发展时期一般认为1950年至今为铁路的新发展时期。这个时期原来是殖民地的国家纷纷独立，取得了修建铁路的自主权。铁路的技术改造也获得重大进展，如美、英、法、日本和苏联等国的铁路，牵引动力几乎全部采用内燃机车和电力机车，这些新型机车的优点是能源省、污染少。随着铁路能源形势的变化以及各种新技术的采用，铁路的经济效益有了新的提高。60年代后期，各国铁路建设又有走向兴旺的趋势。1960～1980年世界各国共建成新铁路约 4万公里；1980～1981年又有9800公里铁路通车营业。此外,还有45000公里铁路正在进行设计施工,形成铁路发展的新局面。到1981年止,世界各国铁路的总长达到130余万公里。其中欧洲有441600公里,占33.8％;亚洲179900公里,占13.8％;美洲557600公里,占42.6％;非洲80800公里,占6.2％；大洋洲46600公里，占3.6％。完全没有铁路的国家是欧洲的冰岛,亚洲的阿富汗、老挝、也门、南也门、不丹、塞浦路斯、阿曼、科威特、卡塔尔和阿拉伯联合酋长国，非洲的尼日尔、乍得、中非共和国、卢旺达、布隆迪、索马里和利比亚以及美洲的格陵兰。
60年代初期，日本建成东京大阪间的东海道新干线，专门行驶旅客列车，最高行车速度达到每小时 210公里。此后，法、英、美等国和联邦德国都开始修建行驶高速列车的高速铁路。在高速铁路出现的同时，世界上一些有大宗煤炭或其他矿产货物输送任务的国家开始行驶重载列车，行驶这种列车的铁路称为重载铁路。早在20世纪20年代，美国铁路曾行驶由轴重达到30吨的货车组成的总重超过万吨的列车。60年代后，加拿大、巴西、澳大利亚等国陆续修建适于行驶重载列车的重载铁路；美国也扩大了重载列车的运营。到80年代初，最重的列车总重已达到2万吨以上。重载铁路主要办理货运。
世界上大多数国家的铁路仍然是客运和货运兼顾的常规铁路，高速铁路、重载铁路和常规铁路虽然基本形式相同，但在技术方面，包括机车和车辆、线路和轨道以及列车的编组和运行都各不相同。因此，各国铁路根据各自的具体情况，采取不同的技术修建或改造本国的铁路。铁路运输的这些发展，成为铁路新发展时期的突出特点。
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