1964年，世界第一条高速铁路——东海道新干线在日本诞生。新干线刚一问世，就让世人领略了高速铁路高速、安全、节能、环保、运能大的独特魅力。于是从20世纪70年代开始，高速铁路的建设热潮先在欧洲掀起。至2015年底，日本新干线运营里程约2616km，最高运营时速320km，正在积极组织试验360km/h高速列车及相关配套技术；法国于1981年开通第1条高速铁路，至2015年底，法国高铁总里程约1986km，最高运营速度320km/h，并创下了世界轨道交通系统的最高试验速度574.8km/h（2007年 TGV V150列车）；德国于1991年开通第一条高速铁路，至2015年底，德国高铁总里程约1000km，最高运营速度280km/h，最高试验速度406.9km/h（1988年 ICE列车）。至2015年底，全世界拥有或正在建设高速铁路的国家和地区已达到29个。目前世界上已有十余个国家制定了发展建设高速铁路的规划，规划总里程近2万千米。
截止到2017年底，全球高铁总里程8.7万千米（含规划），中国高铁2.5万千米，占世界高铁运营里程的66.3%，铁路电气化率、复线率分别居世界第一和第二位。京沪高铁运营速度350km/h，为世界高铁运营最高速度。
截至2021年，全球高速铁路网络的长度约为59,500公里。此外，中国在规划中的铁路项目超过13,000公里，这些项目的完成将使中国的网络增长约32%。
截至2023年11月30日，中国高速铁路运营长度约为43,700公里，占全球高铁总里程的大部分。具体来说，中国高铁占全球高铁总里程的比例约为70%。
全球铁路电气化率在2050年预计将达到约45%，而目前为21%。对于中国，根据2023年的数据，中国的铁路电气化率达到了约73.8%。
根据2023年的数据，中国高速铁路运营网络约占整个铁路网络长度的28.3%。
2024年9月14日，随着龙龙高铁梅州西至龙川西段开通运营，标志着中国铁路营业里程突破16万千米，其中高铁超4.6万千米。
高速铁路是世界铁路的一项重大技术成就，它集中反映了一个国家铁路线路结构、列车牵引动力、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业水平。
高速是一个相对的概念，也是不断发展变化的。1970年5月日本71法令规定“列车在主要区间以200km/h以上速度运行”为高速铁路，1985年5月联合国欧经会规定“客运专线300km/h，客货混线250km/h”为高速铁路，国际铁路联盟（UIC）规定“新线250km/h以上，既有线改造200km/h以上的铁路”为高速铁路。
世界铁路速度等级一般划分如下：120km/h以下的一般称普速（或常速）；120～160km/h成为中速；160～200km/h称为准高速（或快速）；200～400km/h称为高速；400km/h以上称为超高速。
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