Željeznica velike brzine je vrsta željezničkog prijevoza koja radi većom brzinom od običnih vlakova. Većina brzih vlakova su putnički vlakovi, ali neki od tih vlakova prevoze i teret. Ne postoji određena brzina koja označava pravi vlak velike brzine, iako je većina tih vlakova brža od 90 milja na sat (144 kilometra na sat).
Kada su izmišljeni vlakovi, ove lokomotive su vladale svijetom transporta. Premještanje ljudi i predmeta iz jednog dijela svijeta u drugi postalo je isključiva domena željeznice. Zapravo, vlakovi su bili poželjna metoda prijevoza diljem svijeta sve dok nije izumljen automobil.
Prva brza željeznica bila je talijanska ETR 200. Ovaj vlak je izumljen 1939. godine, a mogao je postići brzinu do 102 milje na sat (165 kilometara na sat). ETR je vozio od Milana do Firence, a bio je prilično popularan sve do početka Drugog svjetskog rata kada su svi vlakovi u Italiji prestali prometovati.
Godine 1957. Japan je počeo dominirati u kategoriji brzih željeznica s Romancecarom 3000 SSE koji je vozio električnom željeznicom Odakyu. Ovaj vlak je dizajniran da stane unutar uskih prostora dok vozi brzinom do 90 milja na sat (145 kilometara na sat). Romancecar 3000 SE prevozio je putnike od Tokija do Osake nevjerojatnom brzinom.
Jasno je da su prvi brzi vlakovi dizajnirani imajući na umu putnike. Danas se u nekim dijelovima svijeta brzi vlakovi još uvijek koriste kao glavni oblik prijevoza. To je osobito istinito u Francuskoj gdje brza željeznica svakoga dana dovodi tisuće putnika iz manjih gradova u Pariz.
Prijevoz vlakom nije toliko popularan u Sjevernoj Americi kao nekada, iako neki vlakovi još uvijek povezuju gradove s većim gradovima diljem Sjeverne Amerike. Vlakovi imaju mogućnost zaustavljanja na različitim mjestima dok završavaju dnevnu rutu. Ovo je u velikoj suprotnosti s drugim oblicima prijevoza koji jednostavno voze od jedne točke do druge.
Željeznički vlakovi velike brzine znatno su sigurniji od mnogih drugih načina prijevoza. Budući da je vlakove lako kontrolirati, nesreće vlakova nisu česte. Osim toga, vlakovi nemaju rizik od sudara s drugim vozilima, što se ne može reći za većinu drugih vrsta prijevoza.