从20世纪初开始，德国、法国、日本等国便开始进行大量的有关高速列车的理论研究和试验工作。
德国是最早制造和运用动车组的国家，制造技术长期领先。1903年10月28日，西门子公司制造的三相交流电动车组进行了高速试验，首创时速210.2公里的历史性记录。1988年，德国制造的高速列车达到406公里/小时的试验速度。2010年8月1日，德国第三代动力分散型高速列车正式投入法兰克福~科隆高速铁路的商业运营，最高时速300公里。
德国ICE高铁列车 图片来源网络
法国是动车技术储备非常雄厚的国家。1955年3月28日，法国用二台电力机车牵引三辆客车，试验速度达到331公里／小时，刷新了当时的世界高速铁路记录。1990年法国大西洋新干线(巴黎~勒芒、图尔)正式通车，最高运行时速为300公里。2007年4月3日，法国TGV高速列车在试验中创下了瞬间时速574.8公里的轨道列车行驶速度世界纪录。
法国TGV高铁列车 图片来源网络
日本是高速铁路技术应用最为广泛的国家。1964年10月，日本开通了世界第一条高速铁路新干线（东京~大阪），全长515公里，最高运行时速为210公里。目前，日本高速列车的最快运行时速为320公里。与此同时，日本还致力于超导型磁悬浮高速铁路研究，2006年2月28日，它的试验车创造了时速581公里的纪录。
日本E2—1000高铁列车 图片来源网络
然而从世界范围来看，在大多数国家动车组担负的都是市内、市郊、城际交通任务，轻轨、地铁以及国外大多数城际列车都采用动车组。在世界各国的铁路客运系统中，目前使用动车组比例最大的为日本，约占87%；荷兰、英国次之，分别占83%和61%；而法国、德国分别只占22%和12%。
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