现代高速铁路主要分为日本新干线系统、法国TGV系统和德国ICE系统三大类。日本新干线以子弹列车闻名，在1964年东京奥运会前夕开始通车营运。第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。这条路线也是全世界第一条载客营运的高速铁路系统。新干线通车至今从未发生过因人为因素导致有人死亡的事故，因此号称全球最安全的高速铁路之一。其稳定运行全靠日本的良好电力技术，列车可以缩短至3分钟的班距运行，是唯一适合大量运输的高速铁路系统。除此之外由于全面采用动力分布式设计，新干线也是世界上行驶过程最平稳的列车之一。
台湾高速铁路（THSR）由台湾高速铁路股份有限公司负责兴建，后转移给政府继续经营。THSR采用日本新干线系统作为总体基础，不过为了适应台湾的气候环境和轨道状况，部分参考了欧洲高铁所采用的安全措施。台湾高铁线路位于台湾人口最密集的西部走廊，路线全长345公里。于2007年1月5日通车后，逐渐成为台湾西部重要的长途运输工具之一，亦为台湾轨道工业指标。
法国高速列车也称TGV，是日本新干线之后的世界第二条商业运行高速铁路系统。TGV列车系统由阿尔斯通公司和法国国家铁路公司设计建造并由后者负责运营。1981年，TGV在巴黎与里昂之间开通，如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络。
2007年4月3日，TGV列车以574.8公里的时速创造了轮轨列车的最快世界纪录。同时，TGV当时世界上定期轮轨客运列车中平均速度最快的。
TGV的成功促进了铁路网络的扩张，多条新线路在法国南部、西部和东北部建成。法国的铁路网络逐渐与邻国相连，欧洲之星应运而生。欧洲之星高速列车（Euro Star)是欧洲首列国际列车,1994年投入运营。它的设计针对一项著名的工程：英吉利海底隧道。它穿越英吉利海底隧道并把伦敦、巴黎和布鲁塞尔三个首都连接起来。欧洲之星的最高速度可达到300公里/小时，乘客从伦敦的滑铁卢(Waterloo)火车站搭乘欧洲之星到达巴黎只需要2小时35分钟。欧洲人首次可以从英国搭乘火车快速地到达欧洲大陆，而且旅途舒适便捷，不用再忍受搭乘飞机时的诸多不便。