历史 巴黎地铁的橡胶车轮世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路 Metropolitan Railway。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。 到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地下铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。 现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦是伦敦，连接市中心与南部地区。
最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1905年全数电气化。 法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字Chemin de Fer Métropolitain是从Metropolitan Railway直接译过去的，后来缩短成métro，所以现在很多城市轨道系统都称metro。俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为 Метро。 亚洲最早的地下铁路在日本东京，于1927年开通。此外，土耳其伊斯坦布尔的第一条地铁修建于1910年(隧道开挖于1875年，1910年以前使用马车)，但因该城市坐落在欧洲，因此没有被算作亚洲第一条地铁。 非洲最早的地下铁路在埃及开罗，1987年开通。 中国大陆第一条地下铁路是1969年开通的北京地铁。 香港的地铁在1979年开始投入服务。 新加坡第一条地铁在1987年开通。 台湾的第一条捷运是于1996年开通的台北捷运木栅线。 朝鲜半岛的第一条地铁在平壤于1968年动工，1973年9月6日第一条地铁线路千里马线(Chollima Line)通车。
世界最深的地下铁路 有些城市的土质不稳，或者为了战略需要，隧道要挖得特别深。俄罗斯圣彼得堡的地下铁路一般都超过100米深。 然而，世界最深的地下铁路车站并没有定论： 圣彼得堡本身的其中三个地下铁路车站都有可能是全世界最深的。 俄罗斯首都莫斯科和乌克兰首都基辅都各有一极深的站。两站都是建在山下的。 朝鲜首都平壤亦有一地下铁路站能角逐此位，它的最深处达地下200米，平均深度亦达100米。
供电 一般而言，城市轨道系统的供电可以第三轨、第四轨或架空电缆等方式。 第三轨：在原有两轨路线侧边新增轨道带电，车辆则利用集电靴获得电力;电流经车轮和运行轨道回到发电厂。 第四轨：原理同上，除了原有车轮支撑导引用轨道外，另外增设两条轨道各供应直流电正负两极，或者供应三相交流电，但不如第三轨式经济，故不常见。 架空电缆：电力由架空的电缆提供，车辆则利用集电弓获得电力，有时亦会以车轮经过轨道将电流带回发电厂。 车辆 最初的城市轨道系统车厢是木制的，后来改为钢制以减少一旦发生火灾造成的危险。自1953年开通的多伦多的地下铁路，车厢开始再改良为铝制，有效减少维修成本和重量。 很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干在线的为小;所以一般而言地下铁路的列车体积一般比较小。有时隧道甚至能影响列车的形状设计，例如伦敦地铁的部分列车便是。 大部份的城市轨道系统都是使用动车组，而不使用机车牵引客车厢。若果使用机车，经常会用推拉运作。 另外，部分较为先进的系统已开始引入列车自动操作系统。伦敦、巴黎、新加坡和香港等地车长都无需控制列车。更先进的系统甚至做到了无人操控，就例如香港地铁的迪士尼线。同样,预计于10年通车的上海轨道交通10号线也将在内地首创无人驾驶。 轨道和车轮 一般的城市轨道系统使用铁轨和金属车轮。但近年来亦有系统使用混凝土路轨或橡胶车轮(和摩托车相近)，或两者兼用。
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