รถไฟความเร็วสูงหมายถึงรถไฟที่วิ่งบนรางพิเศษที่มากกว่า 200 กม. / ชม. (125 ไมล์ต่อชั่วโมง) สหภาพรถไฟระหว่างประเทศอธิบายถึงรถไฟความเร็วสูงว่าเป็นรถไฟที่วิ่งเร็วกว่า 250 กม. / ชม. (155 ไมล์ต่อชั่วโมง) บนรางรถไฟเฉพาะหรือ 200 กม. / ชม. สำหรับรถไฟธรรมดาที่ได้รับการอัพเกรด รถไฟความเร็วสูงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางที่สุดในญี่ปุ่นและฝรั่งเศส แต่จีนและสหรัฐอเมริกาต่างก็มีรถไฟขบวนเดียว ประเทศอื่น ๆ ที่มีรถไฟความเร็วสูง ได้แก่ เบลเยียมเยอรมนีอิตาลีโปรตุเกสเกาหลีใต้สเปนไต้หวันและสหราชอาณาจักร รถไฟความเร็วสูงแห่งแรกของโลกคือTōkaidō Shinkansen เปิดตัวในเดือนตุลาคม 2507 ซึ่งเดินทางระหว่างโตเกียวและโอซาก้าในญี่ปุ่น
การวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับรางความเร็วสูงนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้รางแม่เหล็กแม่เหล็กซึ่งจัดแม่เหล็กอย่างระมัดระวังเพื่อให้รถไฟลอยตัวอยู่เหนือรางรถไฟ นี่ค่อนข้างแพง แต่จะช่วยลดแรงเสียดทานและช่วยเพิ่มความเร็วสูงสุดได้ รถไฟ maglev ญี่ปุ่น JR-Maglev MLX01 ถึง 361 ไมล์ต่อชั่วโมง (580.9 kph) ในปี 2003 สร้างสถิติสำหรับรถไฟที่เร็วที่สุด เร็กคอร์ดสำหรับรถไฟรางธรรมดาถูกกำหนดโดย TGV ฝรั่งเศส รถไฟ vitesse แกรนด์ ซึ่งถึง 357.2 mph (574.8 kph) ในวันที่ 3 เมษายน 2007
รถไฟความเร็วสูงเป็นรูปแบบการคมนาคมที่มีประสิทธิภาพในบริเวณที่ความหนาแน่นของประชากรอยู่ในระดับสูงและระยะทางยาว แต่ไม่นานเกินไป สิ่งนี้อธิบายถึงการยอมรับในฝรั่งเศสและญี่ปุ่น เวลาในการเตรียมตัวนานขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการไปสนามบินการรักษาความปลอดภัยที่ผ่านมาการขึ้นแท็กซี่และการขึ้นเครื่องทำให้รถไฟความเร็วสูงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการเดินทางทางอากาศในบางสถานการณ์ ข้อเสนอได้ถูกนำเสนอเพื่อการพัฒนารถไฟความเร็วสูงระหว่างบอสตันนิวยอร์กและวอชิงตันดีซีบนชายฝั่งตะวันออกและระหว่างซานฟรานซิสโกและแซคราเมนโตในแคลิฟอร์เนีย
ข้อดีของการรถไฟความเร็วสูงในการเดินทางทางอากาศคือความจุที่มากขึ้นค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงน้อยลงต้นทุนที่ต่ำกว่ามลพิษน้อยลงและความปลอดภัยที่ดีขึ้น ตามกฎทั่วไปแล้วถือว่ารถไฟความเร็วสูงทุบตีเครื่องบินเพื่อความสะดวกในการเดินทางต่ำกว่า 3 ชั่วโมง สำหรับรถไฟความเร็วสูงที่เดินทางด้วยความเร็ว 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (186 ไมล์ต่อชั่วโมง) หรือ 400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (249 ไมล์ต่อชั่วโมง) สามารถขยายไปสู่ระยะทางที่สำคัญได้ ต้นทุนเงินทุนของการลงทุนในระบบรางความเร็วสูงใหม่และการสร้างรางรถไฟแบบเฉพาะทำให้นักลงทุนระวังข้อเสนอดังกล่าวปัญหาที่พบในพลังงานนิวเคลียร์
