Hitrostna železnica je vrsta železniškega prometa, ki deluje hitreje kot običajni vlaki. Večina hitrih vlakov je potniških vlakov, vendar nekateri od teh vlakov prevažajo tudi tovor. Ni določene hitrosti, ki bi označevala pravi vlak za visoke hitrosti, čeprav je večina teh vlakov hitrejših od 90 milj na uro (144 kilometrov na uro).
Ko so bili izumljeni vlaki, so te lokomotive vladale svetu prometa. Premikanje ljudi in predmetov iz enega dela sveta v drugega je postalo edina domena železnice. Pravzaprav so bili vlaki najprimernejši način prevoza po vsem svetu, dokler ni bil izumljen avtomobil.
Prva železnica za visoke hitrosti je bila italijanska ETR 200. Ta vlak je bil izumljen leta 1939 in je lahko dosegel hitrost do 102 milje na uro (165 kilometrov na uro). ETR je vozil od Milana do Firenc in je bil zelo priljubljen do začetka druge svetovne vojne, ko so vsi vlaki v Italiji prenehali voziti.
Leta 1957 je Japonska začela prevladovati v kategoriji železnic za visoke hitrosti z Romancecar 3000 SSE, ki je vozil na električni železnici Odakyu. Ta vlak je bil zasnovan tako, da se prilega v ozke prostore, medtem ko vozi s hitrostmi do 90 milj na uro (145 kilometrov na uro). Romancecar 3000 SE je prevažal potnike iz Tokia v Osako z neverjetnimi hitrostmi.
Jasno je, da so bili prvi hitri vlaki zasnovani z mislijo na potnike. Danes se v nekaterih delih sveta hitri vlaki še vedno uporabljajo kot glavna oblika prevoza. To še posebej velja za Francijo, kjer hitra železnica vsak dan pripelje na tisoče ljudi iz manjših mest v Pariz.
Prevoz z vlakom v Severni Ameriki ni tako priljubljen, kot je bil nekoč, čeprav nekateri vlaki še vedno povezujejo mesta z večjimi mesti po vsej Severni Ameriki. Vlaki se lahko ustavljajo na različnih lokacijah, medtem ko opravljajo dnevno pot. To je v velikem nasprotju z drugimi oblikami prevoza, ki preprosto vozijo od ene točke do druge.
Visokohitrostni železniški vlaki so bistveno varnejši od mnogih drugih načinov prevoza. Ker je vlake enostavno nadzorovati, vlakovne nesreče niso pogoste. Poleg tega vlaki ne tvegajo trčenja z drugimi vozili, česar ne moremo reči za večino drugih vrst prevoza.