ABD'de "Vahşi Batı" denilen bölgede çiftlokomotif tarafından çekilenvagonlar bir demiryolu köprüsü geçerken (1860'lı yıllar)Dünya Demiryolu Ağı HaritasıŞikago yükseltilmiş demiryolu
Bir yerden bir yere madeni bir yol üzerinde, mekanik bir güçle hareket ettirilen araçlar içinde, insan ve eşya taşımasını temin eden tesislerin hepsine birdendemiryolu denir.
Buradan demiryolunun bir bütün olduğu, sadece,ray,travers vebalasttan ibaret bulunmadığı, istasyon binalarının, köprü ve tünellerin, lokomotif depolarının,telgraf, telefon direkleri ve benzerlerinin de demiryolunun bir parçası olduğu ve tarifte sözü geçen taşıma işine yardımcı her tesisin aynı şekilde demiryolunun bir kolunu teşkil ettiği anlaşılır. Bu tariften iyi bir demiryolunda sadece yolun iyi nitelikte olmasının yeterli olmayacağı, bütün tesislerin aynı şekilde iyi olmasının gerektiği, dolayısıyla bunu temin etmenin de çok büyük masraflara yol açacağı kendiliğinden anlaşılır.[kaynak belirtilmeli]
Traversler üzerine özel tertibatla bağlanan rayların ucuca eklenmesi ile, elde olunan paralel iki demir şerit, en basit şekliyle bir demiryolu olur. Burada ray dizileri arasındaki iç yüzlerden ölçülen uzaklığahattın açıklığı veya ekartman denir.
George Stephenson'un yaptığı ilk yolda bu açıklık 4 fit 8½ inç = 1435 mm idi. Bundan sonra başkaları tarafından yapılan hatlarda farklı açıklıklar kullanıldı. Ve kısa zamanda Birleşik Krallık'ta yedi muhtelif açıklıkta demiryolu meydana geldi, bir hattan diğerine geçişte meydana gelen zorluklar sebebiyle bu keyfiliğe son verme lüzumunu duyan hükûmet 1846'da çıkarılan bir kanunla bunu yaptı ve standart açıklık olarak 1435 mm kabul edildi.
Bugün bütün Dünya'daJaponya,Rusya ve bazı diğer ülkeler hariç 1435 mm standart açıklık olarak kabul edilmiştir. Demiryollarında kabul edilen söz konusu bu tek standart açıklık sayesinde dünya genelinde pek çok ülke arasında kesintisiz ulaşım sağlanmaktadır.
ArkeologlarMısır'daki birpiramitin yakınında M.Ö. 2600 yıllarında yapıldığı sanılan bronzray kalıntılarını gün ışığına çıkarmışlardır. Piramidin yapımında kullanılan taşların ocaklardan taşınmasında bu raylardan yararlanıldığı sanılmaktadır. Mısır'da kullanılan ray örneğinden,lokomotif yapımının gerçekleşmesine dek binlerce yılın geçmesi gerekmiştir. Bu süre içinde raylar, özellikle maden ocaklarında, hayvanların ya da insanların ağır maddelerle yüklü araçları daha kolay çekmelerini sağlamak amacıyla kullanılmıştır. Bu raylar genellikle tahtadan kimi zaman da rayın dayanıklılığını artırmak amacıyla metallerle kaplanarak yapılmaktaydı. İlk demir ray 1738 yılındaİngiltere'de,Cumberland'daki bir maden ocağında kullanılmıştır. Demiryollarındaki asıl gelişim ise buhar makinelerinin gelişmesi ile olmuştur. 1804 yılındaRichard Trevithick ilk lokomotifi inşa ederek 24 Şubat günüGaller'deki birkalay madeninde kullanmıştır. 27 Eylül 1825'te ise kamu hizmetine giren demiryolları ve lokomotifler yolcu ve yük taşımaya başlamasıyla sanayi devrimini de başlatmış sayılır.
İlk elektrikli yol ise 1879 yılında Berlin'de deneysel olarak inşa edilmiş ve bu tarihten sonra özellikle şehir içi tramvay taşımacılığında elektrikli hatlar kullanılmaya başlanmıştır.
Osmanlı İmparatorluğu'nda ilk demiryolu, imparatorluğa tabi olanMısır'da yapılmıştır. 1851'deKahire ile liman kentiİskenderiye arasında demiryolu yapılması planlanmıştır. Bu hattın ilk kısmı İskenderiye ile Kafr El-zayt arasında 1854'te hizmete girmiştir.İskenderiye -Kahire hattının tamamı ise 1856'da açılmıştır. Anadolu'daki ilk demiryolu hattı ise İngilizler tarafındanİzmir ileAydın arasında yapılmıştır. Hattın ilk bölümü İzmir - Gaziemir arasında 30 Ekim 1858'de hizmete girmiştir. 1 Temmuz 1866'da ise İzmir - Aydın demiryolu hattının tamamı hizmete girmiştir.[2]
BugünküTürkiye Cumhuriyeti sınırlarındaki ilk demiryolu 1860 yılında bir İngiliz şirketi tarafından kurulanİzmir-Aydın hattının bir bölümüdür. Sonra sırasıyla 1865'te İzmir-Kasaba, 1869-1877 yılları arasında Şark Demiryolları (Rumeli hattı) döşendi. Daha sonra 1872'deAnadolu-Bağdat ve Cenup demiryolları, 1892'deMudanya-Bursa, 1899'daHorasan-Sarıkamış ve Sarıkamış-Sınır hatları döşendi ve büyük demiryolları olarakAmasya,Samsun demiryolları ağı döşendi. En fazla demiryolu Cumhuriyet döneminde yapılmıştır.
