Đường sắt cao tốc
Nguyên nhân cơ bản

Tại Nhật Bản và Pháp, những ý tưởng đầu tiên cho sự ra đời đường sắt cao tốc bắt nguồn từ nhu cầu ngày càng cao nhằm đáp ứng yêu cầu vận tải hành khách bằng đường sắt. Tới giữa thập niên 1950, tuyến Tōkaidō Main Line tại Nhật Bản đã hoạt động hết công suất tối đa, và tuyến Tōkaidō Shinkansen nối Tokyo và Osaka bắt đầu được xây dựng từ năm 1959. Tōkaidō Shinkansen khai trương ngày 1 tháng 10 năm 1964, đúng thời điểm tổ chức Thế vận hội mùa hè Tokyo. Tuyến đường sắt cao tốc đầu tiên ở Nhật có sự khác biệt so với các tuyến đường sau đó: tuyến đường này vốn đã rất đông đúc, việc phát triển đường bộ cao tốc sẽ rất đắt đỏ, tuy vậy chỉ với duy nhất một tuyến đường nối giữa Tokyo và Osaka đã có thể phục vụ tới một nửa dân số Nhật. Vào năm 1959 dân số thuộc tuyến đường này là 45 triệu người; ngày nay đã là hơn 65 triệu. Tuyến Tōkaidō Shinkansen là tuyến đường sắt cao tốc có số người đi lại cao nhất trên thế giới và vẫn vận chuyển số lượng hành khách nhiều hơn mọi tuyến đường sắt cao tốc khác trên thế giới cộng lại. Những tuyến đường sắt cao tốc sau này ở Nhất có mức độ phục vụ tương đương với châu Âu.
Tại Pháp, tuyến đường cao tốc chính giữa Paris và Lyon được dự đoán sẽ đạt công suất phục vụ tối đa vào năm 1970. Trong cả hai trường hợp lựa chọn xây dựng một tuyến đường sắt chỉ phục vụ hành khách cho phép các tuyến đường cao tốc thẳng hơn. Sự giảm bớt thời gian đi lại rất nhiều trên cả hai tuyến đường, khiến các thành phố chỉ còn cách nhau khoảng 3 giờ di chuyển, khiến số người đi lại tăng vọt. Chính thành công thương mại của cả hai tuyến đường đã khiến các quốc gia đó và nền kinh tế của họ mở rộng hay bắt đầu các mạng lưới đường sắt cao tốc.
Tại Hoa Kỳ trong những thập kỷ sau Thế chiến II, những cải tiến trong công nghệ ô tô và máy bay, cộng với các hạn chế chống độc quyền với các công ty đường sắt, và việc chính phủ tăng trợ cấp cho các tuyến đường bộ cao tốc và sân bay đã khiến các loại hình phương tiện này chiếm được tỷ lệ sử dụng cao hơn của dân chúng so với trước đó. Trong khi tại châu Âu và Nhật Bản, sự ưu tiên được dành cho việc khôi phục các tuyến đường sắt sau chiến tranh, thì tại Hoa Kỳ, sự ưu tiên được dành cho việc xây dựng một mạng lưới đường cao tốc liên bang và các sân bay lớn. Các hệ thống vận tải công cộng đô thị ở Hoa Kỳ đều tránh việc ưu tiên cho mở rộng đường sắt. Do sự ưu tiên của chính phủ Mỹ với đường bộ và đường hàng không và mật độ dân số thấp, các tuyến đường sắt ở Hoa Kỳ có tính cạnh tranh kém hơn so với các quốc gia châu Âu và Nhật Bản. Tuy vậy khi chi phí năng lượng gia tăng, số người đi lại bằng đường sắt đã tăng lên trên cả nước.
Tại Trung Quốc, các kế hoạch cho một mạng lưới đường sắt cao tốc lớn nhất trong lịch sử được thúc đẩy bởi sự kết hợp giữa những hạn chế về năng lực của các tuyến đường hiện có và mong muốn cắt giảm thời gian đi lại trong nước, đồng thời khuyến khích sự phát triển dọc theo tuyến đường. Kế hoạch xây dựng đã được tăng tốc khá nhiều bởi gói hỗ trợ thêm lên tới 4 nghìn tỷ Nhân dân tệ năm 2008 và một số tuyến đường dự định sẽ được hoàn thành vào năm 2013.
Việc đi lại bằng đường sắt có tính cạnh tranh cao hơn tại các vùng có mật độ dân số lớn hay tại những nơi có giá xăng đắt, bởi các đoàn tàu quy ước có hiệu năng nhiên liệu cao hơn ô tô khi số lượng người đi lớn, tương tự như các hình thức vận tải công cộng số lượng lớn khác. Rất ít các đoàn tàu cao tốc sử dụng nhiên liệu diesel hay các loại nhiên liệu hoá thạch khác nhưng các nhà máy phát điện cung cấp điện cho đoàn tàu có thể sử dụng nhiên liệu hoá thạch. Tại Nhật Bản và Pháp, nơi có các mạng lưới đường sắt cao tốc đắt đỏ nhất, một phần lớn lượng điện có từ nhiên liệu hạt nhân. Thậm chí khi sử dụng điện được sản xuất từ than đá hay dầu mỏ, các đoàn tàu vẫn có hiệu năng nhiên liệu trên hành khách trên kilômét lớn hơn ô tô thông thường bởi sự tiết kiệm thang biểu trong kỹ thuật phát điện. Các mạng lưới đường sắt, giống như đường cao tốc, đòi hỏi các khoản đầu tư tư bản cố định lớn và vì thế yêu cầu đồng thời một mật độ dân số lớn và sự đầu tư của chính phủ để có khả năng cạnh tranh so với cơ sở hạ tầng tư bản sẵn có của máy bay và ô tô. Mật độ đô thị và vận tải số lượng lớn là các yếu tố then chốt trong thành công của vận tải đường sắt châu Âu và Nhật Bản, đặc biệt tại các quốc gia như Hà Lan, Bỉ, Đức, Thuỵ Sĩ, Tây Ban Nha và Pháp.