19世纪的英国道路建设已经具有一定规模，使用马车的人变得多起来，城市里马车多得拥挤不堪。有一天，在伦敦市政厅的前方突然飞驰过一辆马车，一位躲闪不及的女士当即丧生车轮之下，这已经不是第一次发生事故了。这时候人们想到使用某种信号灯来解决问题。当时英国约克郡的已婚女性通常穿红衣服，未婚女士则穿绿衣服，受这种启示，人们想到了红绿信号灯。
英国机械师德·哈特在1868年设计了世界上第一盏交通灯，安置在伦敦议会大厦的广场上。这是一个高7米的灯柱，顶端挂着一盏红、绿两色的煤气交通信号灯，灯柱下站着一名手持长杆的交通警察，牵动手中的皮带来转换交通灯的颜色，这样就改变了互相拥挤、事故多发的局面。但是一件偶然的事断送了这个新生的事物。不知什么原因，这盏交通灯在面世23天后突然发生了爆炸，而且炸死了牵引皮带的警察。这次事件的直接后果是信号灯被废除，英国再也没有人提议装信号灯了。直到20世纪初期，交通灯才再次在美国克利夫兰出现。它是由美国的发明家加莱特·摩根发明的，不过这时候的交通灯已经不是煤气灯了，而是电气灯。之后不久芝加哥和纽约的街道也装上了信号灯。
现代的红黄绿三色信号灯诞生于1927年，完善这个信号系统的是中国人胡汝鼎。当时他抱着科学救国的志向到美国康奈尔大学读书，后来在大发明家爱迪生担任董事长的通用电器公司任职。一天，他站在繁华的十字路口等待，当他看到绿灯亮而正要过去时，一辆转弯的汽车呼的一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍后，他反复琢磨，终于想到在红绿灯中间再加上一个黄色信号灯，作为红绿灯转换之间的过渡。他的建议立刻得到了交通部门的认可，于是红黄绿三色信号灯以一个完整的指挥信号系统出现了。交通灯使用红黄绿三色，除了传统的因素外，还有一个科学的原因，那就是红色的光线穿透力最强，不容易扩散，即便在大雾天气也不会受到太大影响，因而能够传达危险和禁止的含义；绿色光线的穿透力仅次于红色，由此可见最初采用红绿灯为信号灯是非常科学的。
现代交通灯更加完备，它不只有红绿灯指示，还增加了计时、动画、文字等功能，不但明确而且醒目。目前，已经研制出了能识别车辆的交通信号灯。这种交通信号灯上装有一个信号识别系统，它能根据不同的车辆调节信号周期，根据车流量的大小改变放行的时间。这种信号灯主要是为公共交通服务的，它能够识别公交车。一般在公交车顶安装信号发射器，相应的灯控路口的信号主机上也配备了接收装置，当公交车行驶到达路口一定距离内，“公交车来了”的信号就会被迅速传到接收装置进行处理，及时改变路口信号灯或者延长公交车行驶方向的绿灯时间，保证公交车在路口优先通过。而社会车辆即使走上了公交车道，由于没有发射装置，信号灯也不会识别。这种信号灯经过试运行后，在不久的将来将装备到更多的路口和城市。