17世紀初，法、德交界處的礦井就已開始使用馬拉有軌貨車。現代火車早在1769年，遊人就設計製造出了最原始的“火車”：它有三個輪子，前面有一個裝滿水的大圓球，不需要沿着軌道行駛。這種“火車”開起來不但慢，而且很難控制方向，當時還撞壞了一片城牆呢！
1781年瓦特製造的蒸汽機問世以後，首先應用於礦井內的排水泵或煤鬥吊車上。與此同時，人們也在考慮如何把靜置的蒸汽機搬到交通工具上，變成動態的機械。可是，蒸汽機小型化、使車輪在軌道上不打滑、汽缸的排氣、鍋爐的通風等問題都有待於進一步解決。
英國人理查德·特里維西克（1771～1833）經過多年的探索、研究，終於在1804年製造了一臺單一汽缸和一個大飛輪的蒸汽機車，牽引5輛車廂，以時速8公里的速度行駛，這是在軌道上行駛的最早的機車。因爲當時使用煤炭或木柴做燃料，就把它叫作“火車”了。
史蒂文森的火車它由一個黑糊糊的火車頭和一節裝煤炭的車廂組成。火車頭上裝有蒸汽機，通過燃燒大量的煤炭來產生足夠的蒸汽，推動火車前進。有趣的是，當時這臺機車，沒有設計駕駛座，駕駛員只好跟在車子旁，邊走邊駕駛。4年後，他又製造了“看誰能捉住我”號機車，載人行駛。可是，由於軌道不能承受火車的重量，機車本身也存在不少問題，行駛時不很安全，在一次運行途中，機車出了軌，就停止使用了。
與此同時，史蒂文森也在積極改進火車的性能，並且取得了很大的進展。1814年，他製造了一輛兩個汽缸的、能牽引30噸貨物可以爬坡的火車。於是，人們開始意識到，火車是一種很有前途的交通運輸工具。然而，當時的馬車業主們極力加以反對。1825年，斯托克頓與達林頓之間開設了世界上第一條營業鐵路，史蒂文森製造的“運動號”列車運載旅客以時速24公里的速度行駛其間。儘管火車已經加入了運輸的行列，但馬車仍在鐵路上行駛。
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到了1829年，曼徹斯特至利物浦間的鐵路鋪成後，爲了決定採用火車還是馬車，舉行了一次火車和馬車的比賽，史蒂文森的兒子改進的“火箭號”獲勝。“火箭號”長6.4米、重7.5噸，爲了使火燃燒旺盛，裝了4.5米高的煙囪。牽引乘坐30人的客車以平均時速22公里行駛，比當時的四套馬車快兩倍以上，充分顯示了蒸汽機車的優越性。於是這條鐵路就採用火車了。“火箭號”也成了第一輛真正使用的火車。從這以後，火車終於取代了有軌馬車。後世的人們稱他爲“蒸汽機車之父”。
1879年5月31日，柏林的工業博覽會上展出了世界上第一臺由外部供電的電力機車和第一條窄軌電氣化鐵路。這臺“西門子”機車重量不到1噸，只有954公斤，車上裝有3馬力支流電動機。由於機車車身小，沒有駕駛臺，操縱槓和剎車都裝在靠前輪的地方，所以司機只好騎在車頭上駕駛。這臺“不冒煙的”機車，引起了人們的極大興趣。但是，電力機車正式進入運輸的行列，那是於1881年，在柏林郊外，鋪設了電氣化軌道。現在，這輛電力機車陳列在慕尼黑德意志科技博物館內。
