ミニ新幹線
フル規格新幹線の建設では、基本計画、整備計画、工事実施計画ときちんと手順を踏んでいくことになり、すでに決められた他の区間を出し抜いて先に建設することができないがそれが可能である。 建設費用が安い。 並行在来線の経営分離問題が生じない。(在来線#並行在来線、整備新幹線#並行在来線問題を参照) 東京駅での終着駅名が案内されるので終着駅の知名度向上効果が大きい。 標準軌の同じ線路を普通列車と新幹線直通列車が共有できるので(線路を別々ではなく1線にできるので)線路の維持費や保線コストが軽くなる。
新幹線と在来線の一体的なネットワークを形成することによって、高速サービスを全国新幹線鉄道整備法の枠外にある地方都市にも拡大しようとする手法(新在直通運転)の一つである。1983年(昭和58年)10月10日に日本国有鉄道内で、続いて1986年(昭和61年)には運輸省でも「新幹線と在来線との直通運転構想検討会」が設置され、検討が始まった。このような考えによる高速列車ネットワークの構築は1981年にフランスが実現した(TGV)。1987年(昭和62年)に奥羽本線の福島 - 山形間がモデル線区に選定された。
この方式を採用した鉄道路線は、旅客案内上「新幹線」と称しているが、全国新幹線鉄道整備法の定義では在来線であって、新幹線ではない。また、当然整備新幹線にも含まれない。あくまで在来線の改軌ならびに高速化改良である。
フル規格による新幹線の運行時間帯は、始発が午前6時以降、終着が午前0時以前(所定ダイヤの場合)となっているが、在来線であるミニ新幹線には山形新幹線つばさ122号(新庄駅5:40発)のように午前6時よりも前に始発駅を発車する列車もある。
なお、ミニ新幹線に直通する車両をミニ新幹線車両としている。ミニ新幹線は在来線を改軌した区間を指すことが多いが、ミニ新幹線車両はフル規格区間まで乗り入れる車両と位置付けられている。
この方式で新在直通を図った路線として、2023年時点で山形新幹線(奥羽本線福島駅 - 新庄駅間)と秋田新幹線(田沢湖線・奥羽本線盛岡駅 - 秋田駅間)の2路線がある。前述のように「新幹線」と称しているものの、法的には在来線である。路線愛称の「新幹線」は山形新幹線の開業準備に入ってからである。
大都市の新幹線ターミナル駅に乗り入れる場合は新幹線区間の線路容量、ターミナル駅の発着容量に不足をきたすから、多層建て列車にすることも考えなければいけない。たとえば東京駅発着の場合、大宮駅 - 東京駅がJR東日本関連の新幹線が集まる区間で、設定できる列車本数に限りがあるから、多層建て列車にできるよう東京側の先頭車には連結器カバー・電気連結器付き密着連結器・超音波測距装置、レーザー測距装置で構成された自動分割併合装置が搭載されている。分割併合時は極力人手をかけないようにかつ基本的な列車防護ルール「一つの区間に2個列車が入らないようにする原則」を崩してしまうために、併結相手列車との距離を検知し絶対に衝突しないように設計し、安全性も確保している。