En un libro impreso en Alemania en 1519, una ilustración primitiva muestra una vía angosta y un carro de carga empleados en una mina. Una cantidad de tales "vías férreas", como primero se les llamó, fueron construidas en Europa, Inglaterra y América, colocándose tablones, extremo con extremo, en dos filas apenas lo suficientemente separadas una de la otra para igualar la distancia entre las ruedas de un carro. Para sujetar esos tablones, los constructores los fijaban a otros tablones más pesados llamados durmientes, que colocaban atravesados debajo de los primeros. Estas vías férreas fueron muy útiles en minas y canteras.
Durante los primeros años de los ferrocarriles, alguien tuvo la idea de poner una ceja de metal alrededor de la cara interior de cada rueda. Así fue más fácil mantener los vagones sobre la vía. A otro se le ocurrió fijar cada par de ruedas al muñón, para que muñón y ruedas se movieran juntos y las ruedas no se bambolearan. Después se inventaron los cambios y las mesas giratorias. Los cambios tienen secciones de vía movibles que permiten al tren rodar de una vía a otra. Las mesas giratorias son secciones de vía que giran sobre una fosa redonda para dar vuelta a las máquinas y los carros al final de la vía.
Los constructores de ferrocarriles probaron muchos distintos materiales antes de descubrir que los mejores rieles son los que se hacen de metal. Pero nadie ha encontrado un material que supere a la madera para hacer los durmientes.
La vía sobre la cual corren los trenes actualmente está hecha de rieles de acero, largos y en forma de T, que descansan sobre durmientes de madera, tal como en tiempos remotos descansaban los tablones. Los rieles están sujetos a los durmientes con grandes clavos de vía. Estos se clavan a los durmientes a través de unas placas de metal o planchuelas. Las planchuelas evitan que los rieles dañen los durmientes de madera. Las ruedas de los carros ruedan sobre los rieles, y la ceja de metal, alrededor de la cara interior de cada rueda, las guía sobre los rieles de manera que el maquinista puede conducir sin tener que guiar.