Die Shay-Lokomotive war zu ihrer Zeit das Paradebeispiel der Dampfzugtechnik. Von einem innovativen Ladenbesitzer in Ohio entwickelt, stieg die Shay-Lokomotive bald zum Gipfel der Dampfkraft und zu einer der am häufigsten eingesetzten Zuglokomotiven auf. Heute gibt es noch weniger als 200 Shay-Lokomotiven, aber viele werden in Museen zu Ehren dieses bemerkenswerten und historischen Zuges sorgfältig aufbewahrt.
Ephraim Shay diente im amerikanischen Bürgerkrieg unter General Sherman, kehrte jedoch relativ unversehrt nach Hause zurück, um eine langjährige Geliebte zu heiraten und ein Sägewerk zu eröffnen. Nachdem er nach Michigan gezogen war, suchte Shay nach besseren Wegen, Baumstämme zu seinem Sägewerk zu transportieren. Nachdem er Prototypen für den Einsatz in seinem Werk entwickelt hatte, arbeitete Shay mit den nahegelegenen Lima Machine Works zusammen, um Lokomotiven für Verbraucher zu entwickeln.
Die Shay-Lokomotive war eine Dampflokomotive mit Getriebe, was bedeutet, dass die Räder eine gleiche Traktion erzeugten und die Gleise weniger beschädigten. Das System ermöglichte es dem Zug auch, steile Steigungen und enge Kurven auf der Strecke relativ einfach und mit geringerem Entgleisungsrisiko zu manövrieren. Es wurde als eine wesentliche Verbesserung gegenüber bestehenden Zügen angesehen, da es die Transportkosten im Zusammenhang mit der Abholzung erheblich senkte. Ephraim Shay ließ seine Lokomotive 1881 patentieren und erhielt 1901 ein zweites Patent, nachdem er das Design erheblich verbessert hatte. Viele andere Erfindungen, die dazu beitrugen, die Lokomotive anzutreiben, wurden ebenfalls von seinen Arbeitern und Ingenieuren patentiert.
Die erste Version der Shay-Lokomotive war als „A“-Klasse bekannt und hatte nur einen Zweizylinderantrieb. Nach der Zusammenarbeit mit Lima Machine Works waren die folgenden Versionen alle drei Zylinder und wogen je nach Serie zwischen 10-150 Tonnen (9-136 Tonnen). Lokomotiven der Klasse B hatten zwei Lastwagen, Klasse C drei und die mächtige Lokomotive der Klasse D von Shay hatte vier.
Fast 3000 offizielle Shay-Lokomotiven wurden gebaut, obwohl nach Ablauf des Patents ähnliche Konstruktionen die Produktion fortsetzten, aber technisch nicht als Shays klassifiziert werden konnten. Meistens über Amerika verbreitet, erreichten einige Shays auch andere Länder. In den letzten Jahren der großen Dampftransporte wurde das einzigartige Design der Shay zu einer der bekanntesten Lokomotiven überhaupt.
Heute existieren nur noch etwa 160 Shay-Lokomotiven. Im Cass Scenic Railroad State Park in West Virginia ist einer der letzten und größten jemals gebauten Überreste in Betrieb. Andere funktionierende Beispiele sind eine Lokomotive der Klasse B namens Dixiana im Roaring Camp und die Big Trees Narrow Gauge Railroad in Kalifornien. Einige nicht mehr funktionierende Modelle sind in verschiedenen Verkehrsmuseen ausgestellt, darunter das Canada Science and Technology Museum in Ontario, das Travel Town Museum in Los Angeles und das Colorado Railroad Museum.