Дороги, использовавшие в своей работе принцип колеи, известны с глубокой древности. Уже в Средние века в шахтах и на горных разработках использовались вагонетки на конной тяге. Значительный рывок в развитии подобной техники произошёл с началом промышленной революции (середина XVIII века), когда в ряде стран одновременно появились первые паровые двигатели. Примерно в одно время с разработками Джеймса Уатта в Англии (1760-е годы) аналогичные исследования происходили и в России. Так, русский механик Кузьма Фролов построил первую в стране подъездную дорогу для вагонеток на Змеиногорском руднике (Алтай). Пути располагались на территории предприятия и представляли собой деревянные рельсы, покрытые металлом. Вагонетки с рудой приводились в движение при помощи специального устройства с гидроусилителем. Спустя двадцать лет, в 1788 году, на Александровском оружейном заводе в Петербурге были проложены первые чугунные рельсы, правда, в этот раз двигателями выступали лошади.

Накопленный опыт был впоследствии использован знаменитыми русскими изобретателями — Ефимом и Мироном Черепановыми. Отец и сын, оба крепостные промышленников Демидовых, в 1833–1834 годах разработали на Нижнетагильском заводе «сухопутный пароход», который был способен перевозить несколько тонн грузов при скорости 15 км/ч. В следующем, 1835 году, появилась улучшенная версия устройства. Несмотря на прорывную по тем временам технологию, «пароход» Черепановых имел существенный недостаток: он отапливался дровами. С экономической точки зрения действительно было выгоднее пользоваться обычной гужевой тягой, чем рубить и заготавливать лес для паровиков.

Железная дорога из Стоктона в Дарлингтон среди сети более поздних железных дорог угленосного района Северной Англии

В этом отношении более успешными стали разработки английского инженера Джорджа Стефенсона. Работая на угольных шахтах в Северной Англии, он изначально закладывал в проект паровика использование энергии от продуктов горения каменного угля. Помимо этого, Стефенсон предложил конструкцию колёс со специальными захватами, которые бы держали паровик на рельсах, позволяя ему использовать силу трения для большей тяги, и одновременно способствовали бы безопасному увеличению скорости. В результате в 1820 году была открыта опытная железная дорога из Хеттона в Сандерленд, а в 1825 году заработала первая в мире общественная железная дорога из Стоктона в Дарлингтон длиной в сорок километров.

Положительные впечатления от удобства передвижения способствовали дальнейшему развитию железных дорог. Используя предыдущие наработки, Стефенсон сконструировал паровоз «Ракета», признанный правительственной комиссией лучшим из представленных на конкурс образцов. На открытой в 1830 году первой регулярной железнодорожной линии Ливерпуль — Манчестер «Ракета» перевезла вагон с тридцатью пассажирами на фантастической по тем временам скорости 40 км/ч.

Английский опыт не остался незамеченным в России. В том же 1830 году секретарь Вольного экономического общества Николай Щеглов опубликовал статью, в которой положительно оценивал перспективы развития железных дорог и предлагал при помощи «чугунки» соединить столицу с остальной территорией страны. Как подчёркивал автор, хороших дорог в России было мало, основных водных путей всего несколько, ими нельзя было пользоваться круглый год, и путь занимал слишком много времени (путь товаров из Твери в Петербург по Волге мог составлять два месяца, а из Астрахани в Петербург — до семи). При этом первоначально предполагалось перевозить исключительно грузы — о пассажирских перевозках речи не было.