世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的俄罗斯莫斯科地铁。
伦敦大都会铁路”（Metropolitan Railway），是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。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，亦位于伦敦，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1906年全数电气化。
1896年，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。
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”（法文直译意指“大都会铁路”）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。
中国第一条地铁线路始建于1965年7月1日，1969年10月1日建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。
1965年7月，北京地铁1 号线一期工程开工
地铁标志着我国地铁交通发展的起步，1969 年10 月，北京地铁1 号线一期建成完工，成为我国第一条投入运营的地铁线路。我国地铁交通主要经历了三个发展阶段：
绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常，城市轨道交通系统地铁是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。
美国的芝加哥曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦亦有专门运载邮件的地下铁路。但两条铁路已先后在1959年及停用。目前所有城市地下铁路仅为客运服务。在战争（如第二次世界大战）时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。不少国家（如韩国）的地铁系统，在设计时都有把战争可能计算在设计内，所以无论是铁路的深度、人群控制方面，都同时兼顾日常交通及国防的需要。 有些地方的地下铁路建筑在地底下为的不单是避开地面的繁忙交通及房屋，还有为避免铁路系统受到户外的恶劣天气的破坏，负面教材有莫斯科地铁地面线: 4号及L1号线，受到极端寒冷天气的肆虐导致维修费用已经远远高过地下线的建造及维修费用。
另外，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。西安齐力铁路学校http://www.xatielu.com例如前苏联的地下铁路系统便以车站装饰华丽出名，而朝鲜首都平壤的地下铁路系统亦有堂皇的装饰。
《中国地铁行业发展前瞻及投资战略规划分析报告》研究显示：2009-2013年，我国城市客运量从1145.95亿人增加到1283.35亿人。其中，公共汽电车完成771.17亿人，BRT客运量10.96亿人次，公共汽电车运营里程348.96亿公里，，轨道交通完成109.19亿人，出租汽车完成401.94亿人，客运轮渡完成1.06亿人。
其中，以汽车为主的路面交通运输工具承担了91.41%的客运量。但是由于我国多数城市整体建设水平相对落后，在交通规划方面满足不了居民的出行要求，速度慢、运量小制约了路面交通运输工具的发展潜力。
因此，以地铁为主导的城市轨道交通发挥了其准时、高效的的优点，受到人们的青睐。2012年度，全国有35个城市在建设轨道交通线路。截至2013年9月，我国获得国家批准建设轨道交通的城市已达到37个，高居世界第一。
数据显示：2009-2013年，我国城轨交通运营线路长度逐年增长，年复合增长率为24.23%。2013年，为2408公里，同比增长17.01%。且单条线路的平均长度整体呈增长趋势，从2010年的27.76公里增长到2012年的29.83公里。
在客运量方面，2013年，我国城市轨道交通占城市客运市场的比重约为8.51%，并呈上升的趋势。从下图可以看出，2009-2013年，我国城市客运量中，公交客运量的占比有所下降，但市场份额始终在60%以上。出租车客运量整体呈下降的趋势，2013年为31.32%，但下降幅度较小。客运量的增长，与路面交通客运量比重的下降，进一步表明城市轨道交通在我国城市客运市场将起到重要的作用。
目前，我国城镇化进程已经超过了国家“十二五”规划的目标。根据我国城市轨道交通建设情况分析，预计2014年城市轨道交通将承担10%以上的城市客运量。
2014年28日，北京地铁6号线二期、7号线、15号线西段、14号线东段开通试运营，北京的轨道交通运营里程再添62公里，共计达到527公里。地铁，改善拥挤的交通环境，美好，让我们拭目以待。
