Greitųjų geležinkelių sistemos yra traukiniai, kurie važiuoja žymiai didesniu greičiu nei įprasti traukiniai, nors tikslus greičio apibrėžimas skiriasi tarp ekspertų ir agentūrų. Daugelyje miestų esantys greitieji geležinkeliai siūlo keleiviams greitą ir efektyvią alternatyvą kitoms viešojo transporto rūšims. Nors labai populiarus Europoje ir kai kuriose Azijos dalyse, greitųjų geležinkelių daugumoje Jungtinių Valstijų nėra, nes dažniausiai pirmenybė teikiama asmeniniam transportui naudojant automobilius.
Valdymo ir autoritetingos institucijos siūlo skirtingus greitųjų geležinkelių sistemos apibrėžimus. Europos Sąjungos geležinkelių institucijos apriboja terminą traukiniams, kurie reguliariai važiuoja didesniu nei 125 mylių per valandą (200 kilometrų per valandą) greičiu, nors traukiniams, pastatytiems ant naujesnių bėgių, limitas yra didesnis. Jungtinėse Valstijose greitieji traukiniai turi važiuoti didesniu nei 90 mylių per valandą (145 km/h) greičiu, kad būtų klasifikuojami kaip greitieji.
Greitasis geležinkelis buvo sukurtas XX amžiaus viduryje ir įgijo didelį populiarumą pasibaigus Antrajam pasauliniam karui. Japonija buvo viena iš pirmųjų šalių, įtraukusių greituosius geležinkelius į savo viešojo transporto sistemą. Shinkansen, arba kulkų traukinys, atidarytas 1964 m. kaip paslauga tarp Tokijo ir Osakos metropolinių zonų. Nuo tada geležinkelis buvo greitos, saugios ir veiksmingos kelionės modelis, apimantis didžiąją šalies dalį.
Kaip ir naudojant bet kurią greičiu pagrįstą technologiją, natūralu, kad eksperimentai nuolat tikrina, kaip greitai gali važiuoti traukiniai. Naudodama naujausias technologijas, Japonija šiuo metu pretenduoja į pasaulio greičio rekordą – 361 km/h. Šį greitį pasiekęs traukinys MLX581 daugiausia važiuoja naudojant magnetinės levitacijos technologiją. Šis naujesnis traukinių judėjimo būdas, dažnai vadinamas maglev, naudoja magnetus, kad traukinys trauktų akinantį greitį dėl sumažėjusios trinties. Nors šiuo metu veikia nedaug maglev traukinių, Japonija užtikrintai planuoja iki 01 m. įdiegti technologiją visoje savo greitųjų geležinkelių sistemoje.
Kadangi dėl visuotinio atšilimo didėja susirūpinimas dėl aplinkosaugos, XXI amžiuje greitųjų geležinkelių transportas vėl sulaukė susidomėjimo. Jungtinės Valstijos – šalis, kuri paprastai vengia geležinkelių, o pirmenybę teikė vis didesniems greitkelių ir naujų automobilių technologijoms, – pradėjo planus įvairiose valstijose statyti kelias greitaeiges sistemas. Sekdami labai sėkmingos Acela linijos, jungiančios Niujorką ir Vašingtoną, pavyzdžiu, rinkėjai patvirtino panašių greitųjų geležinkelių linijų Kalifornijoje planus ir biudžetus. Teksaso ir Čikagos komisijos taip pat dalyvauja tyrimuose dėl galimos naujų greitųjų linijų naudos.