蒸汽機車是火車機車的壹種。其優點是結構簡單，成本低，但缺點是熱效率低，體積大。
英國人喬治·斯蒂芬森發明了第壹輛蒸汽機車。1814年，由他研制的第壹臺蒸汽機車“開拓者”號成功投入試運行；
1825年9月27日，斯蒂芬森親自駕駛他與他人合作設計制造的航海家號蒸汽機車在新鋪設的鐵路上行駛，並取得成功。蒸汽機在交通運輸業的應用，使人類進入了“火車時代”。
中國制造的第壹臺簡易蒸汽機車“中國火箭”。唐徐鐵路1881通車時，唐山開平礦務局工程處的中國工人用當時還是工程師的英國人Claude Willia MK inder(1852-1936)的部分設計圖，利用礦井提升鍋爐、立井槽鐵等舊材料進行試制。
二、內燃機車時期
內燃機車是以內燃機為動力，通過傳動裝置驅動車輪的機車。中國鐵路使用的內燃機大部分是柴油機。
內燃機車的優點是啟動快，馬力大，熱效率高。缺點是結構復雜，制造和維護成本高，汙染大。
20世紀初，國外開始探索內燃機車的試制。
1924年，蘇聯制造出電力內燃機車，交付鐵路使用。同年，德國用柴油機和空氣壓縮機匹配，用柴油機的余熱加熱壓縮空氣代替蒸汽，將蒸汽機車改裝成空氣驅動的內燃機車。
1925年，美國投入220 kW電力內燃機車運行，從事調車作業。
9月9日，1958，我國首臺內燃機車在北京長辛店機車車輛廠研制成功，自重60噸，機車牽引力600馬力，最高時速85公裏。機車的3萬多個配件全部是國產的。
第三，電力機車時期
電力機車是壹種沒有自身能源的機車。
電力機車的優點是熱效率比蒸汽機車高壹倍，功率大，過載能力強，牽引力大，速度快，檢修時間短，維護量小，運營成本低，便於實現多機牽引，可以使用再生制動，節約能源，不會造成空氣汙染，噪音低。
1890年，英國倫敦首次在5.6公裏長的地鐵上使用電力機車牽引車輛，這是世界上第壹臺電力機車。作為第壹次工業革命的主要發生地，英國在蒸汽機車和電力機車的研發中發揮了至關重要的作用。
第四，高鐵時期
高速列車又稱高速列車，是指能夠高速連續運行的列車。
高速列車的優點是快速舒適、平穩安全、節能環保。
世界上最先進的高速列車技術在日本、德國和法國。
20世紀50年代初，日本首先提出高速鐵路的構想，最早開始試驗工作。
東京奧運會前夕，連接東京和新大阪的東海道新幹線正式投入運營，列車最高時速為210km/h，由此開啟了講述鐵路時代。
我國高速列車的研究始於上世紀90年代，以國外引進為主，自主研發為輔。中國最早以“吸收、消化、再生產”的理念引進日本和德國的高速列車。
通過日本和德國的技術支持，進行學習和再創造。從高速列車的外形可以看出，中國最初的和諧號與日本和德國的高速列車相似，尤其是CRH3，具有德國高速列車的許多特點。
火車的歷史:
人類歷史上最重要的機器，早期叫蒸汽機車，有獨立的軌道運行。鐵路列車按載重量可分為貨車和客車，也有客貨混裝，但會產生大量二氧化碳，汙染環境。
火車是人類利用化石能源運輸的典型例子。1804年，世界上第壹輛蒸汽機車是由英國采礦技師Drivesk利用瓦特的蒸汽機制造的，時速為5到6公裏。因為當時用煤或木柴作燃料，所以人們稱之為“火車”，壹直沿用至今。1840年2月22日，世界上第壹輛真正在軌道上行駛的火車是由康瓦工程師查理·利維西克設計的。
1879年，德國西門子電氣公司研制出第壹臺電力機車。
隨著火車的普及，人們騎馬(或以其他牲畜為主要動力)的方式發生了變化。中國早期的火車車廂是綠色的，所以被稱為綠皮火車。
在早期，傳統的火車由壹個或三個牽引幾節車廂或貨車的機車組成。在現代新型列車中，已經出現了多節車廂自帶動力的動車組列車。在上海，已經有了從龍陽路地鐵站到上海浦東國際機場的磁懸浮列車線路。