車輛在軌道上行走自羅馬時代即開始出現，當時用馬匹來拉動。由中古六世紀時起，歐洲礦場就用平行的木頭軌道來拖運礦物，速度快也省力。不過，當時的「鐵路」上，馬是最風光與重要的動力來源。一直到十八世紀中期，蒸汽機的改良成功與運用的創新，才使得今日的「火車」出現。首先讓笨重的蒸汽機能夠在地面上移動的人是法國人尼可拉斯庫紐(Cugnot Nicholas)，1769年他製造了一輛三輪車，前端有巨大的銅製鍋爐，因為幾乎沒有剎車裝置，十分難以駕馭，而且沒有散熱器，所以每15分鐘要加一次水，在巴黎文森森林公園試車時，第一次測試就撞到城牆牆壁。他沒有氣餒，第二輛在拐彎翻倒前，載四個人前進了十五分鐘。後因法國大革命發生，實驗未能再多加進行。今日此部車子尚存在巴黎國立工藝學校博物館內。英國的理查特里維西克(Trevithick Richard)是第一個將蒸汽動力車輛放置在軌道上行駛的工程師。1804年他為希羅普郡科爾斯布魯克戴爾一家鋼鐵工廠製造了他的第一輛鐵路機車頭，用來拉動運煤車。1808年，他為了證明他發明的價值，在倫敦的伊頓廣場搭了一條圓形鐵軌，讓人們出錢坐他的火車轉圈，被客人稱為「誰能追上我」。可惜他的發明只讓當時嘗試的人當做新鮮玩意兒，使他做了賠本生意，研發行動就受到阻止了。不過，今日英國還是十分推崇他當時的創新精神。自特里維西克後，英國威廉哈德烈(Hedley William)於1813年發明了第二輛火車，它的速度不快，每小時走8公里，但可拖動50噸重的貨物，噴出許多黑煙，引擎聲音很大，所以號稱「噴煙比利」。它盡責的工作了50年，現存於倫敦科學博物館。接著，生於1781年的喬治斯蒂芬森(Stephenson George)本是礦工之子，因為生活清苦，很早就到礦坑工作，沒有機會接受正規教育，19歲時接觸蒸汽機，工餘時參加夜校自學，1814年發明了更實用的火車頭「布魯契爾號」。這個火車頭時速6公里，可拖動重30噸重的8輛煤車，可爬斜坡，又可在任何位置發動，不怕中途熄火。讓大家對蒸汽動力火車頭刮目相看了。1825年斯蒂芬森在英格蘭斯托克頓和達靈頓之間設計了世界第一條啟用蒸汽機車的公用運貨鐵路，9月27日他製造的「移動號」火車載運了450個客人，以時速24公里速度行駛，鐵路運輸事業正式誕生。四年後的1829年10月，在很多人反對下，喬治斯蒂芬森擔任總工程師，在利物浦與曼徹斯特之間修築了有隧道、橋樑，全長56公里的一條鐵路，工程十分艱鉅。鐵路公司為決定究竟該用馬或蒸汽機車作為動力，在利物浦附近的雨丘，舉辦了蒸汽機車的有獎比賽。有7輛蒸汽機車報名的比賽最後只有「無敵號」、「創新號」和喬治斯蒂芬森與兒子羅伯斯蒂芬森(Stephenson Robert)合作製造的「火箭號」3輛參加，重7.5噸、長6.4公尺的「火箭號(Rocket)」拖著一輛搭乘30人的客車以平均22公里，最快38公里的速度(不拖客車時最高速度46公里)行駛全程獲勝，獲得獎金500英鎊。此次比賽證明蒸汽火車比馬拉車優越，因此喬治斯蒂芬森被譽為「火車」的發明人。1830 年聖誕節美國啟用第一輛蒸汽火車「查爾斯頓鎮摯友號」，不過，幾個月後它因司機的誤失爆炸了。1832年法國引入英國製火車，1835年德國薩克森紐倫堡也引入斯蒂芬森工廠的火車。1853年受英國控制的印度孟買與塔納之間修建了亞洲最早的鐵路，1872年日本在橫濱開始修建鐵路。1876年上海英商修築上海到吳淞間的一段小鐵路，因不幸撞死人民被拆毀，1881年中國第一條鐵路─唐胥鐵路在李鴻章倡議下完成，全長約10公里。1891年劉銘傳利用吳淞鐵路一部分材料在台北大稻埕與基隆間完成台灣第一條鐵路，1893年再修築到新竹。另外，目前世界最長的一條鐵路是俄羅斯的西伯利亞大鐵路，由歐洲波羅的海的聖彼得堡通到太平洋的海參威，總共長9334公里，走一趟要8天時間。當修建時，俄國還利用清政府大臣李鴻章訪俄之便簽定了「清俄密約」，將此鐵路通過中國東北，使俄國勢力深入中國東北發展。十九世紀時，一般道路破碎崎嶇，坐馬車顛簸辛苦，又沒有汽車，火車是獨霸陸地最重要的交通工具，火車不僅是傳播工業文明最有利的工具，也是當時新帝國主義列強競相修築以擴充勢力的另一種利器。鐵路興建原本是為了短程貨物運輸，但是各鐵路公司不久後就發現用鐵路運輸旅客，?便宜又舒服，可從中大賺其錢。後來更發現，若火車設計得更舒適，可以吸引更多的乘客願意花費較多的錢搭乘，尤其是美國地大物博，鐵路行駛路線甚長，人們需要在車上睡覺，如1859年美國實業家喬治普爾曼(Pullman George)自己經歷了一次非常不舒服的旅程，便設計了一種車廂可以睡覺、吃飯，享受清閒時光。因此，1863年世界第一輛臥舖車廂「先鋒號」問世，頗受歡迎，接著他在1868年還建造了餐車。另外，比利時人喬治內格爾馬克斯(Nagelmackers George)受到美國的影響，使臥舖車廂在歐洲也出現了。因車廂豪華程度的差異，各家鐵路公司開始對乘客分門別類，按不同價格提供不同的旅運服務，最高級的「一等車廂」乘坐舒適座位，佔地寬敞，旅客神清氣爽。「二等車廂」乘客出錢略低，乘坐還算舒服。到目前為止，如此的乘坐差別在世界各地依然存在。而在鐵路運輸剛發明的早期年代，火車還有「三等車廂」，往往是沒有頂蓋，又沒有座位的四輪車廂，旅各乘坐擁擠且辛苦。另外，火車因配合不同環境的需要，各國公司有其不同的鐵路系統設計，所以又有寬軌、標準軌或窄軌之分，如俄羅斯西伯利亞大鐵路使用寬軌鐵路，台灣則是用窄軌鐵路。火車車廂在十九世紀配合不同需要，產生許多不同的設計形式，今日多數都保存在各國的火車博物館中。其中最具代表性的火車車廂是十九世紀號稱「日不落國」英國極盛時代代表的女王「維多利亞女王」御用專車，它的內部陳設極為奢華，厚厚的地毯、軟包裝車壁、絲絹的座椅、垂落的吊燈、精緻的餐具，是呈現當時英國國力的象徵，據說，女王鍾愛自己的列車勝於自己的皇宮。當時歐洲各國王室都有專車，甚至，原本仇視西洋文化的大清慈禧太后，後來也擁有了自己的專屬火車車廂，可見十九世紀時火車的重要地位。隨著蒸汽火車的發明與推廣後，世界的鐵路的陸續修築，距離不再是問題，原料可以輸送到工廠，工廠的成品可以運往城鎮，各國國內各地的貨物可以相互交換，更且，世界各地的貨物也可以相互運輸，就這樣，工業文明隨著火車向世界各個角落傳播新的訊息。當時不僅貨物相互運輸，郵件也利用鐵路傳送，第一輛專用郵政列車於1855年在倫敦與布里斯托爾通車，比傳統馬車運送快速方便，使世界消息的傳佈加速，世界的交流發展與進步加快了腳步，鐵路在十九世紀對世界有著不可磨滅的貢獻與影響。今日火車運輸在歐洲、美國已不太重要，但在亞洲與非洲依然有其重要性，如印度、中國迄今尚有蒸汽火車運輸，不僅運送各種貨物，在旅客載運上也很重要。