哪一國生產出第一批成功服役的鐵路機車?
英國
一個鐵路運輸系統包括很多元素，而且它們之間是相輔相成的。如果沒有合適的系統，火車將無法順利運行。興建時首先的重點，是鐵路沿線的地理環境。其次是系統的用途為何：客運或是貨運，若是客運，還要考慮乘客是通勤者還是中、長途旅行者。當弄清楚需求後，便要決定建造的鐵路類型：輕鐵、重鐵還是高速鐵路。另外還有單軌鐵路、膠輪路軌系統和磁浮鐵路等，因為這些線的列車也是以軌道導引行走。現時很多大城市都設有城市軌道交通系統或路面電車系統。決定建造的鐵路類型後，便要小心選擇使用的軌距。列車動力方面，古時用馬，後來有蒸汽，現在則用柴油或電力。如果是電力，便需要電氣化的系統。這樣一來，又有不同的方法為列車供電。最普遍的是接觸網供電及軌道供電。最後，要根據交通流量決定路軌的數目。如果流量較小，可以只建一條路軌，但一定要有避車處讓多於一列列車使用這條鐵路。流量大的，可以鋪雙線甚至多線，有些繁忙的路段甚至有八線平行行走，每個方向有四條路軌。
JR東海自1987年成立以來，積極把新幹線和本地鐵路路線的老舊列車換上新列車。現在所有東海道新幹線和本地鐵路路線的特急列車都是民營化後所設計和製造的。另一方面，JR東海亦正更換日本國鐵留下來的普通列車和快速列車，在2006年 年末約有8成列車換上新的車廂。再者，JR東海計劃在2010年至2013年之間投入新製造的列車，屆時幾乎所有日本國鐵留下的列車都會被換上JR東海自己的列車。本地鐵路路線的變頻式列車全部採用了東芝生產的控制裝置。柴聯車的引擎全部劃一由康明斯生產，從康明斯的蘇格蘭工場進口。 在2009年JR東海淘汰了最後一輛電氣機車EF64形，是除了成立以來從來沒有過電氣機車的JR四國，第一間將所有電氣機車淘汰的JR公司。JR東海在民營化後相繼淘汰了全部DD51形和DE10形柴油機車。安置在美濃太田車輛區的兩輛DE15形除雪用柴油機車亦在2011年被淘汰。現在JR東海是7間JR公司中唯一一間沒有機車的JR公司。JR東海的新幹線列車有時會通過JR西日本的鐵路範圍；本地鐵路路線的列車有時會通過JR東日本和JR西日本的鐵路範圍。通過JR公司以外的私有鐵路公司的JR列車，至2012年4月為止只有由中央本線駛進愛知環狀鐵道線的神領車輛區列車和通過伊勢鐵道伊勢線的柴聯車。從1991年3月至2012年3月371系列車曾通過小田急小田原線範圍。
在鐵路機車出現之前，人力、馬力、重力或是固定的發動機等低技術動力系統都曾被用作提供鐵路運輸的動力。第一批成功服役的鐵路機車由來自英國康沃爾地區的發明家理查·特里維西克。在1804年，他所設計的蒸氣機車拉動了一列在威爾斯地區的梅瑟蒂德菲爾鎮附近的潘尼達倫鐵礦服役的電車車廂。雖然這輛蒸氣機車拉動了一列由五個載有10.2噸鐵和70個乘客的車廂、並行駛了9里，但是當時所用的鐵合金路軌並不足以承載蒸氣列車的重量。理查所設計的蒸氣機車行駛了三次就被放棄使用了。在這事件後，理查製造了一系列的鐵路機車；其中一架更被當時還年輕的著名英國工程師喬治·史蒂芬生在英國北部泰恩賽爾地區看見。第一輛成功用作商業用途的蒸汽機車就是馬太·梅利的齒軌機車；這部為了米德爾頓鐵路而在1812年建成的機車名為撒拉曼卡。1813年，另一部機車隨之而來；這機車為了威南煤礦鐵路而建，由克里斯多福·布萊克特和威廉·赫德利建造。這輛叫作「噴氣比利」的機車是第一輛成功地只是使用「粘著式鐵路」的方式行駛的鐵路機車。「噴氣比利」現時在倫敦科學博物館展出；她是現存歷史最悠久的鐵路機車。
鐵路機車在19世紀發明時，是以蒸汽機來推動的。到第二次世界大戰結束時，蒸汽機車仍是最常見的機車。第一部蒸汽機車是由英國人理查·特里維西克製造，並於1804年2月21日進行第一次上軌測試。之後經過多年的改進，蒸汽機車的經濟效益才足以在商業上的營運使用。喬治·史蒂芬生在1829年製造的火箭號便是最早在商業成功使用的蒸汽機車之一。蒸汽機車的速度紀錄是由英國的4-6-2 Mallard所創下。1938年7月3日，倫敦和東北部鐵路A4型4468號蒸汽機車「綠頭鴨號」牽引六輛車，在一個稍微下坡路段創下時速126英里的紀錄。德國、美國的蒸汽機車亦達到接近的速度。一般認為這是蒸汽機車的速度極限。蒸汽機車在二十世紀中開始被內燃機車或電力機車所取代。1960年代末，世界上仍然有使用蒸汽機車作商業運作的國家已寥寥無幾。到了二十世紀末，蒸汽機車在北美洲及歐洲基本上已被完全淘汰，只會間中在特別為鐵道迷及遊客安排的路線上行走。墨西哥仍有很少量的蒸汽機車在偏遠的地方運作。印度曾大量使用蒸汽機車，但現在它們只會在空氣稀薄的山區運作。