车、轨道全面採用立体交叉、首创列车自动控制系统等，最短可以3分钟的班距运行。除了迷你新干线之外，列车运行最高车速依路线可达到每小时240至320公里，但在进行速度测试时，曾创下每小时443公里的最高纪录（由「300X」实验列车在1996年所创下）。身为日本铁路技术居于世界顶尖的重要象征，新干线的技术也向海外输出，如中国高铁部分技术及台湾高铁即採用新干线做为系统基础，而採用新干线系统的英国、义大利、印度、泰国、美国德州等地的高速铁路亦在兴建或规划中。
名称.新干线最初称为「新干线铁道