新干线是日本的高速铁路客运专线系统，以“子弹列车”闻名。新干线于1964年10月1日，东京奥运前夕开始通车营运，第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。这条路线也是全世界第一条载客营运高速铁路系统。新干线的轨距属于标准轨（1435mm）。除了迷你新干线的路段外，列车运行车速可达到每小时270或300公里，但在进行高速测试时，则曾创下每小时443公里的最高纪录（由955系（300X）在1996年时所创下）。
新干线通车多年来从未发生过有人死亡的事故，因此号称为全球最安全的高速铁路之一。新干线的稳定运行全靠日本的良好电力技术，列车可以缩短至5分钟的班距运行，是唯一适合大量运输的高速铁路系统。除此之外由于全面采用动力分布式设计，新干线也是世界上行驶过程最平稳的列车之一，反观法国同类的TGV高速列车，由于采最前端和最尾端的机车驱动的动力集中式设计，摇晃较大、加减速较慢，而无法以仅有5分钟的班距运行。
0系：1964年登场的0系列车是新干线诸多车型的开朝元老，在服务超过30多年后，此车系已经于1999年年全数退出东海道新干线的载客服务，目前只以回声号（こだま，Kodama，汉字“木灵”）的身份行驶于山阳新干线上，进行各站停车服务。其中一台0系机车头于2001年由西日本旅客铁道捐赠予位于约克郡的英国国家铁路博物馆。0系的营运时速为220公里/小时，并曾在高速测试中创下260公里/小时的纪录。2008年11月30日，0系列车正式宣告退役。