Прообразом железных дорог явились заводские колейные лежневые пути. В 1764 г. Кузьма Фролов применил на Колывано-Воскресенских заводах на Алтае механическую канатную тягу по рельсолежневым внутрицеховым путям; имевшим форму желоба: вагонетки, груженные рудой, перемещались по путям с помощью водяного колеса и канатов.
В 1788 г. А. С. Ярцевым в Петрозаводске на Александровском пушечном заводе была сооружена рельсовая дорога с чугунными рельсами протяженно­стью 174 м; а через 21 год горный инженер Петр Фролов (сын Кузьмы Фролова) закончил строительство на Алтае чугунной дороги с конной тягой.

С победой Великой Октябрьской социалистической революции ка­зенные железные дороги перешли в ведение социалистического госу­дарства, а в 1918 г. были национализированы и частные дороги. Мо­лодая Советская республика унаследовала от царской России транс­порт, находившийся в состоянии разрухи. Для восстановления пути, сооружений и подвижного состава, а также налаживания работы транспорта потребовались чрезвычайные меры.
26 марта 1918 г. был опубликован декрет Совета Народных Комис­саров, подписанный В. И. Лениным, «О централизации управления, охране дорог и повышении их провозоспособности». Этот декрет имел большое значение для укрепления дисциплины, введения централиза­ции управления и единоначалия на транспорте.

Нападение немецко-фашистских захватчиков на нашу страну по­требовало от советских железнодорожников выполнения в кратчай­шие сроки огромного объема перевозок по мобилизации и сосредоточе­нию армии и по эвакуации людей и промышленности из западных районов в восточные. Железные дороги были переведены на военное положение. Железнодорожникам приходилось работать в условиях воздушных налетов и затемнения. Несмотря на это, они своевременно доставляли-на фронт поезда с войсками, боевой техникой, горючим, продовольствием. Благодаря технической реконструкции, осущест­вленной в период предвоенных пятилеток, самоотверженности, героиз­му и творческой инициативе железнодорожников советский транспорт выдержал в годы войны такую нагрузку, с которой едва ли справился бы транспорт другой страны.

Грузооборот железных дорог СССР достиг в 1980 г. 3435 млрд. ткм, что составляет около 53% мирового грузооборота при протяженности сети, равной примерно 11% эксплуатационной длины всех железных дорог мира. Железные дороги СССР перевозят за сутки более 10,3 млн. т грузов и около 11 млн. пассажиров. В связи с тем что темпы рос­та перевозок значительно опережают рост сети железных дорог СССР, продолжает увеличиваться их грузонапряженность. В 1980 г. она достигла 27,9 млн. приведенных ткм на 1 км эксплуатационной дли­ны, превысив грузонапряженность и, следовательно, степень исполь­зования технических средств железных дорог США и стран Западной Европы  в 6—7 раз.   Пассажирооборот   железнодорожного транспорта СССР в 1980 г. составил 331 млрд. пассажиро-км. По дли­не электрифицированных линий и темпам электрификации Советский Союз занимает первое место в ми­ре. Протяженность электрифици­рованных железных дорог в СССР составила в 1980 г. 43,7 тыс. км. Из них около 40% электри­фицировано по системе однофазного тока. В числе электрифицирован­ных дорог самая большая и грузо-напряженная в мире магистраль Москва—Карымская (6,5 тыс. км).

В 1974 г. началось сооружение крупнейшей в мире Байкало-Амурской магистрали протяженностью 3147 км для освоения при­родных богатств Сибири и Дальнего Востока и ускорения развития производительных сил в этих районах (рис. 3). Трасса явится вторым железнодорожным выходом к Тихоокеанским портам с сокращением длины перевозок в эти районы на 400—500 км.
Реконструкция железных дорог и прежде всего их электрификация потребовали новых методов эксплуатации. Введение обслуживания поездов локомотивами на удлиненных участках обращения и сосре­доточение руководства эксплуатацией локомотивов в службе движения позволили значительно повысить их производительность. Сейчас электровозы и тепловозы следуют на расстояния до 700—1000 км без отцепки от поездов, тогда как раньше локомотивы менялись через каждые 100—120 км. За последние годы на дорогах по примеру кол­лектива станции Люблино-Сортировочное развернулось движение за наиболее эффективное использование транспортных средств и повыше­ние производительности труда.

Железные дороги социалистических стран развивают­ся быстрыми темпами. Преимущества социалистической системы и взаимопомощь стран — членов СЭВ обеспечивают неуклонный рост промышленного и сельско­хозяйственного производства, что вызывает значительное увеличение грузовых и пассажирских перевозок.

Железнодорожный транспорт зарубежных стран базируется на частной собственности на средства производст­ва и, являясь одной из отраслей капиталистического производства, подчиняется всем  его закономерностям.
Железнодорожная сеть размещена крайне неравномерно; в промышленио раэвитых странах (Великобритания, ФРГ, Италия, Франция, США, Канада, Япония) она доставляет от 6,2 до 116 км на 1000 км территории.

Железнодорожный транспорт представляет собой сложное многоот­раслевое хозяйство, в состав которого входят железные дороги и предприятия, а также административно-хозяйственные, культурно-бытовые, медицинские учреждения, научные учебные институты.
Для выполнения перевозочного процесса железные дороги имеют технические средства, состоящие из подвижного состава и железно­дорожных сооружений и устройств, в которые входят:
железнодорожный путь с необходимым путевым развитием на раз­дельных пунктах для приема, скрещения, обгона, расформирования, формирования и отправления поездов и выполнения других операций;
сооружения для посадки, высадки и обслуживания пассажиров;
устройства для хранения, погрузки и выгрузки грузов;
устройства автоматики, телемеханики и связи для обеспечения без­опасности движения поездов и ускорения производственных процессов;
сооружения для экипировки и ремонта локомотивов и вагонов;
устройства электроснабжения, включая тяговые подстанции и контактную сеть на электрифицированных линиях;
устройства  водоснабжения;
устройства материально-технического снабжения.

Инструкция по сигнализации на желез­ных дорогах устанавливает систему ви­димых и звуковых сигналов для передачи приказов и указаний, от­носящихся к движению поездов и маневровой работе, а также типы сигнальных приборов, с помощью которых эти сигналы подаются.

Для безопасности движения поездов требуется, чтобы локомотивы и вагоны, а также грузы на открытом подвижном составе могли сво­бодно проходить мимо устройств и сооружений пути, не задевая их, а также мимо следующего по соседним путям подвижного состава. Это требование обеспечивается соблюдением установленных Госу­дарственным стандартом габаритов приближения строений и габари­тов подвижного состава.

Подвижной состав габарита 1-Т до­пускается к обращению по всем путям общей сети железных дорог СССР, подъ­ездным путям и путям промышленных предприятий, а габарит Т—по путям об­щей сети железных дорог СССР, подъезд­ным путям й путям промышленных пред­приятий, сооружения и устройства на ко­торых отвечают требованиям габарита С (с очертанием поверху для неэлектрифи-цированных линий) и габарита Сп.

Новые железнодорожные линии сооружают для освоения новых рай­онов и их природных богатств, для разгрузки грузонапряженных существующих линий, сокращения пути и времени следования пассажиров и грузов. Новые линии могут существенно отличаться по своему значению, размерам и характеру перевозок. В зависимости от этих факторов технические требования и нормы, которыми руковод­ствуются при разработке проектов железнодорожных линий, диффе­ренцированы.

Трасса железнодорожной линии характеризует положение в про­странстве продольной оси пути на уровне бровок земляного полотна.
Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется пла­ном, а вертикальный раарез по трассе — продольным про­филем линии.
Полоса земли вдоль трассы, отведенная для размещения желез­нодорожного пути, других устройств железной дороги, а также же­лезнодорожных поселков и лесонасаждений, называется полосой отвода. Границы полосы отвода определяются с учетом перспек­тивы развития путей и обозначаются специальными указателями (межевыми знаками) (рис. 11).
Процесс прокладки трассы в ходе проектирования называется трассированием линии.

Постройке железных дорог предшествуют изыскания и проектирова­ние их. Целью изысканий является изучение условий строительства и эксплуатации будущей дороги, сбор и подготовка необходимых ма­териалов для проектирования. Основная задача проектирования за­ключается в разработке наиболее рационального проекта новой же­лезной дороги, которая бы полностью удовлетворяла потребности в перевозках с учетом их роста в перспективе.
Проектом железной дороги необходимо предусмотреть обеспече­ние заданной пропускной и провозной способности, безопасности дви­жения поездов, наиболее эс}х|)ективное использование капитальных вложений, возможность дальнейшего развития устройств, применения новых технических средств и прогрессивной технологии при строи­тельстве и эксплуатации. Проекты новых линий должны разрабаты­ваться комплексно с учетом потребностей промышленности, населен­ных пунктов, других видов транспорта, требований охраны окружаю­щей среды. Проектно-изыскательские работы на железнодорожном транспорте выполняют специальные институты Министерства путей сообщения и Министерства транспортного строительства.

Проект железной дороги является комплексным документом, состоящим из экономической и технической частей.
В экономической части определяются размеры и характер ожи­даемых перевозок на расчетные годы эксплуатации (обычно 2, 5 и 10-й), масса поездов, коэффициенты неравномерности движения. Эти данные необходимы для обоснования экономической эффектив­ности и целесообразности постройки линии.