Née pour les besoins du métro (les machines à vapeur sont très peu adaptées aux tunnels des métropolitains qui se construisent en ce début de siècle), la traction électrique se développe au début du XX° siècle. Une des premières compagnie à en faire usage est la compagnie du Midi, laquelle construit des barrages et des centrales électriques dans les Pyrénées pour alimenter son réseau (exemple: le barrage d'Artouste).
A l'époque le courant choisit est de 1500 V continu. Aujourd'hui les voies nouvelles sont alimentées en 25.000 V 50 Hz. Certaines voies métriques sont alimentées en 750 V continu. La présence de différentes tensions sur le réseau impose l'utilisation de machine bi-courant (voire tri-courant pour celles allant à l'étranger). Pour compliquer la chose, chaque pays a sa propre tension et sa propre fréquence.
La traction électrique s'est imposée face à la vapeur pour des raisons de coût, de puissance, de vitesse, de fonctionnement (pas besoin de ravitaillement en eau et charbon, pas besoin de chauffe préliminaire...). Mais la vapeur a aussi laissé place au diesel (le plus courant aux Etats-Unis). Avant le choc pétrolier de 1973, les prototypes de TGV utilisaient la turbine comme moyen de propulsion, montrant que la traction électrique ne s'est imposée définitivement que tardivement.