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铁路是从马车轨道发展起来的。16世纪中期，英国为了运煤和矿石，用木头做成轨道，让马来牵引车辆。1825年，英国的达林顿铁蹄营业后，不用马车而采用斯蒂芬森的蒸汽机车，遭到当时马车业主的竭力反对。直到1829年，斯蒂芬森儿子改进的“火箭号”机车在与马车比赛中取胜，才用火车取代了有轨马车，使英国真正进入铁路时代。
铁路是由碎石作路基，用轨枕和两根平行钢轨铺筑构成。钢轨间有特定的标准宽度，国际标准轨距是1435毫米。铁路轨枕多用木材，经过化学防腐处理，平均可使用30余年。因木材价高，我国和许多国家已改用混凝土轨枕，也有的用钢铁轨枕。现代的铁路钢轨为平底，横断面成T形。通常铁路就是由一根根长12.5或50米的钢轨铺成，为了列车行驶平稳，减少噪声，现代铁路又出现焊接长轨。它将标准钢轨先焊接成长约400米的长轨，铺轨时再依次焊接，可长达数公里。
铁路的基本特点是具有导向性。另外，由于车轮在钢轨上的滚动摩擦非常小，在功率相同时，火车的载重约为汽车的10倍。铁路和其他运输工具相比，具有很多独特的优点：一是装载量大，如果一列火车挂15节车厢，它的运输量相当于近200辆汽车；二是火车的运行速度快，受气候影响小；三是大型设备和货物都能装得下，拉得走；四是运输距离远，只要有铁路铺设的地方，它可以不分昼夜地持续运输。但是，短途运输还是汽车成本低，灵活机动。
我国最早通车营业的铁路是1876年在上海建筑的淞沪铁路。这是一条窄轨铁路，第二年就拆毁了。1881年在唐山至胥各庄建成的唐胥铁路，是我国第一条标准轨距铁路。