Yüksek hızlı demiryolu (YHD), kendine özgü ray sistemi ve bu sisteme entegre özel raylı taşıtları ile geleneksel demiryolu trafiğinden önemli ölçüde daha hızlı ulaşıma imkân tanıyan demiryolu taşımacılığı türüdür. Dünya çapında bir tek geçerli standart tanım bulunmamakla birlikte, 250 kilometre/saat (160 mph) ve üstü hıza uygun yeni demiryolu hatları ve 200 kilometre/saat (120 mph) ve üstü hıza uygun geliştirilmiş mevcut demiryolu hatları yaygın olarak yüksek hızlı demiryolu olarak kabul edilir.
Şinkansen, Japonya'da Japan Railways tarafından işletilen yüksek hızlı demiryolu ağıdır. Ağın en yüksek işletme hızı 240–320 km/h arasında olup, kuzeyde Hokkaido'da devam eden bir bağlantı inşaatı ile birlikte Honshu ve Kyushu adalarındaki çoğu büyük şehri birbirlerine bağlamaktadır.
Pekin-Hong Kong yüksek hızlı demiryolu, Çin'de bulunan bir yüksek hızlı demiryolu hattıdır. Hat Mao Zedong'un doğum günü olan 26 Aralık 2012 tarihinde açılmış olup dünyanın en uzun hızlı demiryolu hattıdır. Şu anda Pekin-Guangzhou arası tamamlanmış olup 36 km'lik Shenzhen-Hong Kong kısmının ise 2018 yılında tamamlanması öngörülmektedir.
Korea Train eXpress (KTX) (Korece: 한국고속철도 Hangug Gosog Cheoldo), Güney Kore'de Korail tarafından işletilen bir yüksek hızlı demiryolu hizmetidir. Seul-Busan arasındaki ilk hattın inşaatına 1992 yılında başlanmış olup ilk kısmı 2004 yılında ve geri kalanı 2010 yılında tamamlanmıştır.
Docklands Light Railway, Birleşik Krallık'ın başkenti Londra'da bulunan bir hafif metro ağıdır. Docklands Light Railway, 31 Ağustos 1987 tarihinde açılmış olup Londra'nın Docklands bölgesine hizmet vermektedir. Sistem 38 km uzunlukta olup dört hat ve 45 istasyona sahiptir.
Pekin-Şanghay yüksek hızlı demiryolu, Çin'de bulunan bir yüksek hızlı demiryolu hattıdır. 30 Haziran 2011 tarihinde tamamlanmış olup şimdiye kadar tek bir aşamada inşa edilen dünyanın en uzun hızlı demiryolu hattıdır. Hat, 1,318 km uzunluğunda olup Pekin ve Şanghay kentlerini birbirine bağlamaktadır.
Haremeyn yüksek hızlı demiryolu, Suudi Arabistan'da bulunan bir yüksek hızlı demiryolu hattıdır. Hat, 453.0 km uzunluğunda olup iki kutsal şehir olan Mekke ve Medine kentlerini birbirine bağlamaktadır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde yüksek hızlı demiryolu planları, 1965 tarihli Yüksek Hızlı Kara Taşımacılığı Yasası'na kadar uzanmaktadır.
Çin'de yüksek hızlı demiryolu (YHD), 2020'nin sonunda toplam 37.900 km'lik uzunluğuyla dünyanın en uzun yüksek hızlı demiryolu ağıdır ve en yaygın şekilde kullanılmaktadır. YHD ağı, tasarım hızı 200–350 km/sa (120–220 mph) olan yeni inşa edilmiş demiryolu hatlarını kapsar. Çin'in YHD'si, dünyanın toplam yüksek hızlı demiryolu ağlarının üçte ikisini oluşturur. Hemen hemen tüm YHD trenleri, rayları ve hizmetleri China Railway Corporation'a aittir ve China Railway High-speed (CRH) markası altında işletilmektedir.
Tayvan yüksek hızlı demiryolu, Tayvan'da bulunan ilk ve tek yüksek hızlı demiryolu hattıdır. Hat 345 km uzunluğunda olup Taipei-Zuoying arasında hizmet vermektedir. Sistem Japonya'nın Shinkansen teknolojisine dayanmaktadır.
Kuneytire-Tanca yüksek hızlı demiryolu veya El-Burak, Fas'ta bulunan bir yüksek hızlı demiryolu hattıdır. Hat, 323 km uzunluğunda olup Tanca ve Kazablanka kentlerini birbirine bağlamaktadır. Kuneytire-Tanca yüksek hızlı demiryolu, Afrika'nın ilk ve Arap dünyasının ikinci yüksek hızlı demiryolu hattıdır.
Tayland'da yüksek hızlı demiryolu, Tayland Parlamentosu tarafından 2010 yılında gündeme getirilen Tayland içinde bir yüksek hızlı demiryolu ağının gerçekleştirilmesini anlatıyor.
Birleşik Krallık'ta yüksek hızlı demiryolu, 125 mph (200 km/s) en yüksek hızlarda çalışan beş yükseltilmiş demiryolu hattında ve 186 mph (300 km/s) hıza ulaşan bir amaca yönelik yüksek hızlı hat üzerinde sağlanmaktadır.
Trans-Avrupa yüksek hızlı demiryolu ağı (TEN-R), Trans-Avrupa konvansiyonel demiryolu ağı ile birlikte, Avrupa Birliği'nin bir dizi Trans-Avrupa Ulaştırma Ağı (TEN-T)'ndan bir parçası olan Trans-Avrupa demiryolu ağı'nı oluşturmaktadır. Bu ağlar 23 Temmuz 1996 tarih ve 96/48/EC sayılı Konsey Direktifi ile tanımlanmıştır.
Fransa'da yüksek hızlı demiryolu, ilk Fransız yüksek hızlı demiryolu hattı olan Paris - Lyon yüksek hızlı demiryolu, 1981'de Paris ile Lyon'un banliyöleri arasında hizmete girdi. Bu demiryolu hattı o zamanlar Avrupa'daki tek yüksek hızlı demiryolu hattıydı. Haziran 2021 itibarıyla, Fransa'da 2.800 kilometre (1.700 mi) uzunluğunda yüksek hızlı demiryolu hattı bulunmaktadır.
South Wales Main Line, Great Western Main Line'nın Büyük Britanya'daki bir ana hattır. Swindon yakınlarındaki Royal Wootton Bassett'teki Londra-Bristol hattından ayrılır, önce Bristol Parkway'e uğrar, ardından hat Güney Galler içinden Severn Tüneli boyunca devam eder.
LGV Atlantique, Paris'ten Batı Fransa'ya uzanan bir yüksek hızlı tren hattıdır. 1989-1990'da açıldı ve iki istasyondan oluşuyor: Massy TGV istasyonu ve Vendôme-Villiers-sur-Loir TGV istasyonu. Courtalain'de iki bölüme ayrılır, biri batıya Le Mans'a, ikincisi güneybatıya Tours'a ilerler. Her iki şube de LGV Bretagne-Pays de la Loire ve LGV Sud Europe Atlantique tarafından genişletildi.
Yüksek standartlı demiryolu,, yüksek performanslı demiryolu, yarı yüksek hızlı demiryolu veya orta hızlı demiryolu, konvansiyonel demiryolundan daha yüksek hız ve standartlara sahip olan ancak yüksek hızlı demiryolu olarak adlandırılacak kadar yüksek hız ve standartlara sahip olmayan şehirlerarası yolcu demiryolu hizmetlerini tanımlamak için kullanılan bir jargondur. Terim aynı zamanda planlamacılar tarafından, yüksek hızlı demiryolu ağlarını oluşturmak veya genişletmek için daha büyük çabalara alternatif olarak tren hızlarını artırmak ve seyahat süresini azaltmak için artan demiryolu iyileştirmelerini tanımlamak için kullanılır. Bazı ülkeler bunun yerine orta hızlı tren veya yarı yüksek hızlı tren terimini kullanır.
Kaliforniya yüksek hızlı demiryolu, Amerika Birleşik Devletleri'nin Kaliforniya eyaletinde inşa halinde bir yüksek hızlı demiryolu demiryolu hattıdır. Hattın, 2029 yılında tamamlanması, 1.300 km uzunluğun ve 21 istasyona sahip olması ve Anaheim ve Los Angeles'tan San Francisco'da Orta Vadi'ye kadar uzanması beklenmektedir.
Demiryolu taşımacılığı, Çin'de uzun mesafe taşımacılığının önemli bir şeklidir. 2024 yılı itibarıyla ülkede 159.000 km (98.798 mi) fazla demir yolu hattı vardı ve bu, dünyanın en uzun ikinci ağıydı.
