Se cree que el jesuita belga Ferdinand Verbiest ha sido uno de los precursores del tren al diseñar en 1681, en Pekín, una máquina de vapor. En 1769, Joseph Cugnot, milita francés, construyó en París una máquina a vapor para el transporte de municiones. Después de varios intentos fallidos, Richard Trevithick, ingeniero británico, consiguió en 1804, construir una locomotora capaz de empujar cinco vagones con diez toneladas de carga y setenta pasajeros a velocidad vertiginosa de 8 kilómetros por hora.
Otro inglés, John Blenkinsop, construyó una locotomora en 1812 que usaba dos cilindros verticales, capaces de mover los dos ejes, unidos a una rueda dentada que hacía accionar una cremallera. Esta máquina usaba también carriles de hierro fundido que vendrían a sustituir definitivamente las líneas de madera desarrolladas en Alemania en torno al año 1550 y servían carruajes que eran empujados por animales, principalmente por caballos, pero también a veces con la fuerza de los brazos.
Sin embargo, el gran paso para el desarrollo de la locomotora y el tren, por consecuencia, fue dado por George Stephenson. Este inglés, mecánico en las minas de Killingworth, construyó su primera locomotora llamada Blucher, en 1814. La Blucher, que se destinaba al transporte de los materiales de las minas, consiguió empujar una carga de treinta toneladas a la velocidad de 6 kilómetros por hora. Stephenson llegó a construir la primera línea férrea en la historia, entre Stockton y la región minera de Darlington, que fue inaugurada el 27 de septiembre de 1825 y tenía 61 kilómetros de largo; cuatro años más tarde, fue llamado a construir la línea ferroviaria entre Liverpool y Manchester. En esta línea se utilizó una nueva locomotora, bautizada Rocket, que tenía un tubo de caldera inventado por el ingeniero francés Marc Seguin y ya alcanzaba la velocidad de los 30 kilómetros por hora.
En el siglo XIX, las ruedas motrices pasaron a ser colocados detrás de la caldera, aspecto que permitió aumentar el diámetro de las ruedas y, en consecuencia, el aumento de la velocidad de punta. El escocés James Watt, con la introducción de varias alteraciones en la concepción de los motores a vapor en la separación del condensador de los cilindros, contribuyó enormemente al desarrollo de los caminos de hierro. A partir de aquí, la evolución del tren y de las líneas ferroviarias se volvió efectiva: en la mitad del siglo XIX ya había millares de kilómetros de vías ferroviarias por todo el mundo; en los Estados Unidos, 30.000. En este último, con la colonización del Oeste, esta cifra alcanzó más de 400.000 kilómetros en el inicio del siglo XX.
La culminación de esta etapa se da con el cambio de la máquina a vapor por la máquina eléctrica. El día 31 de mayo de 1879, Werner von Siemens presentó en la Exposición Mundial de Berlín la primera locomotora eléctrica. Sin embargo, su desarrollo fue solo significativo a partir de 1890, manteniéndose su uso hasta nuestros días. La invención de la locomotora eléctrica no fue pacífica: hay quien atribuía igualmente esa invención tanto al norteamericano Thomas Davenport como al escocés Robert Davidson.
En el siglo XIX, Rudolf Diesel inventó el motor diesel de inyección y con él nuevas locomotoras fueron creadas usando esa nueva tecnología; también se crearon locomotoras que combinaban los dos conceptos (eléctrico y diesel) siendo bastante versátiles. Tales máquinas comenzaron a ganar terreno sobre las antiguas locomotoras a vapor que, sin embargo, se mantuvieron en activo hasta 1977, año en que fueron definitivamente apartadas, acusadas de ser responsables de diversos incendios.
Más recientemente se crearon trenes con turbinas a gas y con ellas llegamos a los trenes de alta velocidad, capaces de superar los 400 kilómetros por hora, en condiciones de pruebas.
Francia fue el mayor refuerzo de este tipo de tren, con su TVG (Train Grand Vitesse). El 23 de septiembre de 1981 fue inaugurado el primer tramo de la línea París-Lyon y en 2007, un TVG pasó a alcanzar los 574,8 kilómetros por hora en la nueva línea Paris-Estrasburgo, batiendo el anterior record de velocidad que era de 515 km/h. En 1993 es inaugurada la línea que une París a Bélgica, Holanda, Alemania y al Reino Unido a través del Túnel de la Mancha.
Francia sigue siendo el motor principal de trenes de alta velocidad, pero no fue el primer país en introducirlos: 17 años antes, el 1 de octubre de 1964, los japoneses inauguraron su primera línea de alta velocidad, conectando Tokio con Osaka con las famosas locomotoras Shinkansen.
El tren de levitación magnética, más conocido como Maglev, es lo último en tecnología ferroviaria, aunque la primera patente para un tren de levitación magnética fue registrada en 1969.
