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列车行驶时速超过300千米的铁路称为超高速铁路。1964年投入使用的日本东海道新干线，使日本东京与大阪之间的行驶时间缩短到3小时10分钟，在当时这是一个惊人的速度。现在新干线速度已达270千米／小时，东京至大阪间只需行驶2.5小时。
德国慕尼黑与奥格斯堡之间的高速列车、“慕尼黑—不莱梅”铁路线上的 E 403高速列车、“英国伦敦—格拉斯哥”线上的 APT 高速列车，其时速都在200～300千米之间。超高速铁路，所用推进力除摩擦力外，主要有气动力和电磁力。用于超高速列车推进的气动力，主要形式有螺旋桨推进、喷气推进和管道压力差推进等。一种用气动力推进的管道列车尚处于设想阶段，将管子埋入地下或高架于空中，里面铺上轨道，把列车前进方向一段管道抽成真空，同时在列车后面鼓入一个大气压的空气，由于两头的压力差，可使列车在管道内以10000千米的时速高速运行。