平坦線均衡速度とは、平坦（0‰勾配）上で力行（加速）を続けて達することのできる最高速度。車両重量当たりの動輪周引張力（牽引力）と、空気抵抗を含めた走行抵抗（列車抵抗）が均衡する速度、すなわち加速力が0となる速度である。実用面では許容最高速度よりも重視される。電車や電気機関車といった電気車は、直流整流子電動機の時代には重量当たり出力をより大きく取るための大出力モーターの開発や車重の軽量化、定格速度を高く取る（定格速度が低くても弱め界磁制御を広範囲で行う）など様々な技術を駆使して高速性能を向上させていた。しかし1990年代以降は、VVVFインバータ制御の普及によって比較的容易に高速性能の向上が可能となり、全般的に平坦線や後述する上り勾配における均衡速度は著しく向上している。逆に在来車と共通運用するために出力を抑えるケースも現れている（EF210形など）。新幹線ほどの高速になると、トンネル内と外（明かり区間）とで差が大きくなる。在来線の気動車についても、1960年代にキハ181系などで高速化が試みられた後、1990年ごろから大出力エンジンを2基搭載し、直結段を複数設けて最終減速比を小さく取ることで電車並みに120 - 130 km/h の巡航速度を可能とした特急形車両が続出したほか、JR北海道キハ201系のように一般形であっても電車と同等の走行性能を持たせ、電車と併結・総括制御を行う例も現れた。出力の高い車両では許容最高速度を上回ることもある。逆に、出力が低かったり低速域重視に特化した車両では、許容最高速度や営業最高速度に達することができない例も過去には多かった。
動力源である内燃機関や電動機の最高回転数（許容回転数）と減速比・歯車比、動輪径によって決まる最高速度。動力源の最高回転数と動輪径に正比例し、減速比や歯車比に反比例する。国鉄電車の場合はさらに15%程度の余裕を差し引いて公称値としていた（例：485系は主電動機の最高回転数4320 rpm において190 km/h となるが、設計最高速度は160 km/h と公表されている。営業最高速度は海峡線における140 km/h）。実用面ではあまり意味がなく慣習的なものである。
車両の走行性能（おもに動力性能）の観点から、車両（車種）ごとに設定されている理論上の最高速度。鉄道車両における性能指標の一つである。多くの場合営業最高速度と同じかそれよりも高いが、高い場合は試運転や高速走行試験でのみ実際に記録することができる。
実際のダイヤ（列車運行図表）作成において、運転曲線（ランカーブ）を引く過程で設定される最高速度。最高速度の向上が直ちに時間短縮として反映されるか否かは、運転曲線の引き方すなわち走り方による。たとえば5 km 程度の区間で1回だけ120 km/h まで上げて後は次駅まで惰行のみの走行（平坦や上り勾配の場合徐々に速度が下がる）と、110 km/h までしか出さなくても再力行を行い最高速度付近の速度を維持する走行（定速運転に近い走り方）とでは、運転時分に大差はなくなる。上記に関連して、最高速度向上を時間短縮ではなく遅延回復余力（余裕時分）として用いる場合もある。
実際の営業運転において定められている最高速度である。後述の設計最高速度が営業最高速度よりも高い場合であっても、回送列車を含め営業列車では営業最高速度以下の速度で走行しなければならない。
チャタヌーガは1900年3月29日にニュージャージー州エリザベスポートのクレセント造船所で起工した。1903年3月7日にL・N・チャンブリスによって命名、進水し、ニューヨーク海軍工廠で完成する。1904年10月11日に艦長A・シャープ中佐の指揮下就役し、大西洋艦隊に合流した。整調後、カリブ海への巡航を行う。ニューヨークに帰還すると、戦隊に加わり1905年6月18日にフランスのシェルブールに向けて出航する。シェルブールでブルックリン (USS Brooklyn, ACR-3) がジョン・ポール・ジョーンズの遺体を受け取り、艦隊は海軍兵学校へ向かう。アナポリスには6月23日に到着した。同年の残りをメイン州およびマサチューセッツ州の海軍民兵の訓練支援に費やし、カリブ海への巡航を行った。12月28日にプエルトリコのサンフアンを出航し、スエズ運河を通過、太平洋での任務に就く。1906年4月29日にフィリピンのカヴィテに到着した。チャタヌーガはアジア艦隊に加わりフィリピンでの作戦活動を行う。夏は中国への巡航を行い、アメリカ合衆国の東洋における示威活動を行った。その後1910年8月10日にピュージェット・サウンド海軍造船所で不活性化が行われ、9月17日に退役した。1912年8月31日にピュージェット・サウンドで予備役に置かれ、1914年4月21日に現役復帰、メキシコ水域での任務に就く。1915年から16年にかけてメキシコ革命での混乱に対してアメリカ合衆国の権益を保護するための任務に従事し、その後アメリカが第一次世界大戦に参戦する1917年5月まで任務は継続した。チャタヌーガはパナマ運河を通過しカリブ海での数ヶ月間の偵察任務に従事し、ドイツ艦に対する警戒を行った。1917年7月からは大西洋で船団護衛任務に従事し、他の護衛艦と共にフランスの港へ巡航した。この大西洋を横断する苛烈な任務は、ノバスコシアへの2度の護衛任務で中断された以外は継続された。チャタヌーガは1918年12月26日にニューヨーク湾で行われた海軍長官による戦勝記念の観閲式に参加した。オーバーホール後、チャタヌーガはリベリアの政府職員をモンロビアへ送り届ける。その後イングランドのプリマスに向かい、5月7日に到着した。ヨーロッパ海域のアメリカ海軍部隊の旗艦となったチャタヌーガは、6月までイギリスとフランスの港を訪問した。6月29日にウィルソン大統領の乗るジョージ・ワシントン (USS George Washington) の先導艦としての任務に従事し、その後ドイツおよびベルギーの港を訪問、続いてトルコ海域のアメリカ海軍部隊の旗艦として地中海での任務に就く。さらに黒海での巡航を行い、アドリア海ではオーストリア＝ハンガリー帝国海軍の艦艇廃棄任務に従事した。1921年1月から5月までチャタヌーガは巡洋艦戦隊と共に通常の偵察任務を行い、6月1日に帰国の途に就く。1921年7月19日にボストンで退役し、ポーツマス海軍工廠で保管後1930年3月8日に売却された。