말 그대로 고속으로 운행하는 철도. 도로와 비행기에 밀려가던 철도를 부흥시킨 일등공신이다. 유럽연합과 UIC, 그리고 각 나라마다 고속철도의 정의가 약간 다른데, 각각 아래와 같이 정하고 있다. 일반적으로는 유럽연합 기준이 많이 통용되지만, 후술하는 유사 고속철도들 때문에 정확한 정의가 필요할 경우 UIC 기준을 따른다. 한국도 UIC기준에서 Very High Speed에 미달되는 시스템은 "준"고속철도로 홍보하고 있다.
국제철도연맹: 카테고리를 3개로 나누어서 분류한다.
카테고리 1: 고속전용선에서 최소 250km/h 이상으로 운행하는 철도.
카테고리 2: 개량된 기존선에서 최소 200km/h 이상으로 운행하는 철도.
카테고리 3: 개량된 기존선에서 최소 200km/h 이상으로 운행하지만, 지형적인 문제나 도심통과로 인해 일부 구간에서 낮은 속도로 운행하는 철도.
한국 : 두개의 법령으로 고속철도를 정의하며, 서로 다소 차이가 있다. 철도건설법에서는 "'고속철도'란 열차가 주요 구간을 시속 200킬로미터 이상으로 주행하는 철도로서 국토교통부장관이 그 노선을 지정ㆍ고시하는 철도를 말한다."라고 정의하고 있다. 반면, 철도사업법에서는 국제철도연맹과 유사하게 3개의 카테고리로 나눠서 분류하고 있으며, 그중 대부분의 구간에서 300km/h 이상으로 주행가능한 노선에 한해 고속철도로 정의하고 있다. 고속선 : 300km/h 이상, 준고속선 200km/h 이상 300km/h 미만, 일반선 : 200km/h 미만. 자세한 내용은 해당 문서 참고.
유럽연합: 개량된 기존선에서 200km/h 이상, 새로 건설된 고속전용선에서 250km/h 이상으로 운행하면서 200km/h 이상 고속주행이 가능한 별도의 열차를 운행하는 철도를 고속철도라고 한다.
일본 : 전국신칸센철도정비법 제2조에서 "이 법에서 '신간선철도 ( 新幹線鉄道 ) 원래 새로운 간선철도라는 뜻의 보통명사이며, 도카이도 신칸센이 개통되었을 당시 영문 명칭은 New Tokaido Line이었다. 그러나 이후 '신칸센' 자체가 하나의 고유명사로 브랜드화되면서, 영문으로도 Shinkansen이라고 음차한다. 원래 의미는 '새로운 간선'이라는 제도적 연원을 나타내기 위해 한국 한자음인 신간선으로 적어 둔다.'란 그 주된 구간을 열차가 매시 200킬로미터 이상의 고속도로 주행할 수 있는 간선철도를 말한다."라고 규정하고 있다.
최고시속이 200km/h를 넘는 사례를 보면 미국의 하이와어서나 만철의 아시아 특급과 같은 고속 증기 기관차 견인열차인 '스트림라이너 ( Streamliner ) '와 같이 최고속도의 기준 시대에 따라 계속 변했는데, 하이와어서는 초창기에도 최고 180km/h를 찍었고, 만철의 아시아 특급은 130km/h를 찍었다.을 턱걸이로 넘는 열차들이 포함이 된다. 그러나 더 정확히는 단순히 열차만 빠른 것이 아니라 빠른 열차와, 빠른 열차를 원활하게 운행시킬 수 있도록 고규격으로 정비된 철도 인프라와 신호체계 등을 모두 아우르는 철도운행시스템이라고 볼 수 있다. 따라서 국제철도연맹은 아래와 같이 두 가지를 모두 만족해야 하는 추가조건을 달아서 일반철도, 준고속철도 한국식 번역이다. 원래대로라면 이쪽은 고속철도고 Very High Speed가 초고속철도이다. ( High Speed ) , 고속철도 ( Very High Speed ) 를 분류했다. 참고로 국제철도연맹은 기존선에서 200km/h 일단 넘었으니 고속철도라는 언플을 별로 안 좋아한다. 최소한 A역-B역 간의 평균속도가 150km/h 이상의 추가조건을 만족해야 고속철도 서비스를 제공하는 구간으로 인정한다. 제일 큰 이유는 유럽의 인터시티 노선들에서 운영하는 전기 기관차들 중 200km/h를 넘길 수 있는 괴물들이 존재하기 때문. 아셀라 익스프레스도 엄밀히 따지면 일부 구간에서 고속철도 서비스를 제공하는 철도 서비스로 정의된 것이다. 위에서 쓴 것처럼 국제철도연맹의 정의가 더 자세하므로, 어떤 고속철도 노선이 실제로 고속철도 서비스를 제공하는지 계산하는 방법은 해당 구간에서의 평균속도를 따지는 게 제일 쉽다. 이 정의에 따르면 순수 고속열차만이 입선하는 경부고속선, 호남고속선, 수서평택고속선은 고속철도고, 현재 강릉선 KTX가 운행되는 경강선 원주 ~ 강릉 구간과 중앙선 KTX가 운행되는 중앙선 청량리 ~ 도담 구간은 준고속철도이다. 나머지는 고속철도 서비스를 제공하는 구간이 있는 운행 계통. 대한민국의 철도사업법 상 기준과 유사하다.[]
일반철도 고속철도 ( Very High Speed ) 최고속도 200~249km/h
~149km/h 200km/h~
이러한 의미의 고속철도는 1964년 10월 일본의 신칸센 ( 도카이도 신칸센 ) 개통으로 처음 등장하게 된다. 고속철도는 고속도로와 항공산업에 밀리던 철도사업을 다시 일으켜 세우는 데 큰 역할을 하게 된다. 2차대전 직후까지만 해도 전 세계적으로 다들 가난해서 이미 있던 철도 노선마저 필요없다는 식으로 뜯어내서 다른 데다 쓰고 도로교통에 올인했던 것. 2차대전 이후로 버스를 이용한 장거리 수송이 크게 발달했다. 속도도 어지간한 간선 철도와 비슷하고, 접근성은 더 좋기 때문에 버스로는 도저히 수요를 감당할 수 없는 대량 수송을 제외하면 여객철도의 이점이 크게 떨어졌던 것. 그나마 유럽 쪽은 철도가 많이 깔려 있었기 때문에 확실히 도로교통이 유리하지 않을 경우 굳이 뜯어내지 않는 경우도 많았고, 그 무렵 규모가 커져있던 철도 회사들의 보이지 않는 방해도 있었기 때문에 어느 정도 견제가 가능했지만, 그렇지 않은 경우는 대부분의 국가가 도로교통 위주로 발전해 오게 된다. 한국을 포함해서. 그러나 고속철도의 등장으로 도로에 비해 쓸모없다던 철도가 빠른 속도로 대량 수송이 가능하다는 이점을 활용, 부활을 시작했다. 단적인 예로 프랑스의 경우 TGV의 등장으로 국내선 항공편이 거의 떡실신 당했고, 일본의 도카이도 신칸센은 비싸서 못 타지 비행기 탈 필요가 없다는 말이 나올 정도. 물론 저가 항공사의 출현과 기존 항공사들의 할인정책 등으로 비행기표가 생각보다 싸서 타는 경우도 많다.
