火车是由机车牵引在铁路上行驶的重要交通工具（牵引机车有蒸汽机车、内燃机车、电力机车等，最初的机车动力为蒸汽机）。严格地说，火车起源于英国。1769年，法国第一军事工程师将马车装上蒸汽机，制成蒸汽动力车。不久，美国人奥立佛·伊文斯制造新的蒸汽机车，开动时杠杆上下移动，但未引起人们的重视。1801年，英国人理查·德里维斯克也制成一辆蒸汽机车，试车中由于锅炉水烧干，机车烧毁。1804年2月22日，德里维斯克改进的蒸汽机车获得成功。4年后，他在伦敦的一个展览会上用机车牵引一列满载乘客的车厢，但仍未受到重视。在此基础上，机械师摩士·赫克和威廉·海德利将汽缸安装在接近车轮的地方，使蒸汽机车的性能又有改进。综合前人的成就，英国人乔治·斯蒂芬森于1814年7月制造了一辆5吨重的蒸汽火车头“布鲁克”号。它能拉动8辆重约30吨的车厢，在煤矿的轨道上运行。但速度太慢，且震动厉害。这台蒸汽机车由于在前进时不断地从烟囱里冒出火来，所以，人们称它为“火车”。以后的10年中，斯蒂芬森对机车进行不断改进，1825年9月27日，终于试制成功世界上第一台客货运蒸汽机车。他驾驶着这辆机车，拖着12节货车、7节客车，载着90吨货物和450名旅客，以每小时20多千米的速度行驶了12英里。1829年，斯蒂芬森制造了更加完善的火车头。火车，终于得到了全世界的公认。
1881年第一辆电动的有轨机车在柏林问世。电力机车比蒸汽机车有更多的优越性，但需架设空中导线，成本较高。
1925年在美国出现了柴油电力机车，依靠机车本身发电，来推动机车行驶。
后来，世界上第一台内燃汽轮机车在瑞士诞生。它虽也是柴油机车，但比柴油电力机车更加先进……以后又出现了涡轮火车、单机飞行火车、汽垫火车等。