Sistem kereta api berkecepatan tinggi adalah kereta api yang beroperasi pada kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada kereta api normal, meskipun definisi kecepatan yang tepat bervariasi antara para ahli dan lembaga. Ditemukan di banyak daerah perkotaan, kereta api berkecepatan tinggi menawarkan penumpang alternatif yang cepat dan efisien untuk moda transportasi umum lainnya. Meskipun sangat populer di Eropa dan sebagian Asia, kereta api berkecepatan tinggi tidak terlihat di sebagian besar Amerika Serikat, karena preferensi yang berlebihan untuk transportasi pribadi menggunakan mobil.
Badan-badan pemerintahan dan otoritas semuanya menawarkan definisi yang berbeda untuk apa yang merupakan sistem rel kecepatan tinggi. Otoritas perkeretaapian Uni Eropa membatasi istilah untuk kereta api yang secara teratur melakukan perjalanan dengan kecepatan lebih dari 125 mil per jam (200 kilometer per jam), meskipun batasnya lebih tinggi untuk kereta api yang dibangun di atas rel yang lebih baru. Di Amerika Serikat, kereta berkecepatan tinggi harus melaju di atas 90 mph (145 kph) untuk diklasifikasikan sebagai kecepatan tinggi.
Rel kecepatan tinggi dikembangkan pada pertengahan abad kedua puluh, mendapatkan popularitas yang cukup besar setelah berakhirnya Perang Dunia II. Jepang adalah salah satu negara paling awal yang memasukkan kereta api berkecepatan tinggi ke dalam sistem transportasi umum. Shinkansen, atau kereta peluru, dibuka pada tahun 1964 sebagai layanan antara wilayah metropolitan Tokyo dan Osaka. Sejak itu, kereta api telah menjadi model perjalanan yang cepat, aman, dan efisien yang menjangkau sebagian besar negara.
Seperti halnya teknologi apa pun yang didasarkan pada kecepatan, wajar jika eksperimen terus menguji seberapa cepat kereta api dapat melaju. Menggunakan teknologi terbaru, Jepang saat ini mengklaim rekor dunia untuk kecepatan, pada 361 mph (581 kph). Kereta yang mencapai kecepatan ini, MLX01, berjalan terutama melalui teknologi levitasi magnetik. Metode kereta bergerak yang lebih baru ini, sering disebut maglev, menggunakan magnet untuk menarik kereta dengan kecepatan yang menyilaukan berkat gesekan yang lebih rendah. Meskipun beberapa kereta maglev saat ini beroperasi, Jepang dengan percaya diri berencana untuk menerapkan teknologi tersebut di seluruh sistem rel kecepatan tingginya pada tahun 2025.
Ketika kepedulian terhadap lingkungan meningkat setelah pemanasan global, kereta api berkecepatan tinggi telah mendapatkan minat baru di abad ke-21. Amerika Serikat, negara yang biasanya menghindari perkeretaapian demi jalan raya yang lebih besar dan teknologi mobil baru, telah memulai rencana untuk membangun beberapa sistem kecepatan tinggi di negara bagian yang berbeda. Mengikuti contoh jalur Acela yang sangat sukses yang menghubungkan New York City dan Washington, DC, para pemilih telah menyetujui rencana dan anggaran untuk jalur kereta api berkecepatan tinggi serupa di California. Komisi di Texas dan Chicago juga terlibat dalam studi mengenai manfaat potensial dari jalur kecepatan tinggi baru.