La ferrovia ad alta velocità si riferisce ai treni che viaggiano su binari speciali a oltre 200 km/h (125 mph). L’Unione internazionale delle ferrovie descrive un treno ad alta velocità come uno che viaggia più veloce di 250 km/h (155 mph) su binari dedicati, o 200 km/h su binari convenzionali aggiornati. I treni ad alta velocità sono utilizzati più ampiamente in Giappone e Francia, ma Cina e Stati Uniti ne hanno uno ciascuno e stanno valutando un’ulteriore adozione. Altri paesi con treni ad alta velocità includono Belgio, Germania, Italia, Portogallo, Corea del Sud, Spagna, Taiwan e Regno Unito. Il primo treno ad alta velocità al mondo è stato il Tōkaidō Shinkansen, lanciato nell’ottobre del 1964, che ha viaggiato tra Tokyo e Osaka in Giappone.
L’ultima ricerca sulla ferrovia ad alta velocità prevede l’utilizzo di binari a magnete, in cui i magneti sono disposti con cura per consentire al treno di fluttuare effettivamente sopra i binari. Questo è relativamente costoso, ma riduce notevolmente l’attrito e aumenta la possibile velocità massima. Il treno maglev giapponese, JR-Maglev MLX01, ha raggiunto i 361 mph (580.9 km/h) nel 2003, stabilendo il record per il treno più veloce. Il record per i treni ferroviari convenzionali è stato stabilito dal TGV francese, train a grande vitesse, che ha raggiunto 357.2 mph (574.8 km/h) il 3 aprile 2007.
I treni ad alta velocità sono una forma di trasporto efficace nelle aree in cui la densità di popolazione è elevata e le distanze sono lunghe ma non troppo. Questo spiega la loro adozione in Francia e Giappone. I tempi di preparazione più lunghi associati all’andata in aeroporto, al superamento dei controlli di sicurezza, all’imbarco, al rullaggio e al decollo, rendono i treni ad alta velocità un’alternativa interessante al viaggio aereo in determinate circostanze. Sono state avanzate proposte per lo sviluppo di treni ad alta velocità tra Boston, New York e Washington, DC, sulla costa orientale e tra San Francisco e Sacramento in California.
Alcuni vantaggi dei treni ad alta velocità rispetto ai viaggi aerei sono una maggiore capacità, meno dispendio di carburante, costi inferiori, meno inquinamento e migliore sicurezza. Come regola generale, si ritiene che i treni ad alta velocità battano gli aerei per comodità per viaggi inferiori a 3 ore. Per un treno ad alta velocità che viaggia a 300 km/h (186 mph) o 400 km/h (249 mph), questo può estendersi a distanze significative. Il costo di capitale dell’investimento in un nuovo sistema ferroviario ad alta velocità e della costruzione di binari dedicati rende gli investitori diffidenti nei confronti di tali proposte, un problema riscontrato anche nell’energia nucleare.