按照国际铁路联盟的规定，高铁是指运行时速新建线达到250公里以上、既有线改造达到200公里以上的铁路。自2008年8月我国第一条高速铁路——京津城际铁路正式通车运营以来，短短两年多时间，我国高铁从无到有，由少到多，实现了跨越式大发展。目前我国高速铁路运营里程已超过7000公里，居世界第一。
提高铁路运输效能
我国铁路建设取得了快速发展，但由于历史欠账较多，仍然滞后于国民经济和社会发展的需要。一方面，铁路货运需求不断加大，全路申请车皮量始终居高不下，供给远远小于需求。2003年到2009年，全国铁路货物发送量每年增加2亿吨左右，是铁路运量增长最快的时期，但是铁路运需矛盾仍然非常突出，全路每天申请车皮的满足率总体上只有35%左右，供给缺口巨大。
另一方面，铁路客运发送量也在持续增长。据统计，目前全国铁路开行的客车每天提供的坐席只有330万个，日均实际运量达到450多万人，客运高峰时每天达到830多万人，许多客车常年拥挤，主要干线的运输能力更是十分紧张，大量运输需求难以满足。
如百年老线京沪线，运能缺口常常高达50%。铁路运输能力告急，只能顾此失彼，集中运力保客运，货物运输受到严重影响。更为严重的是，我国国民经济的持续快速增长，势必还将带来货运和客运需求的持续增长，如果不采取有效措施，铁路运输供需矛盾将会进一步加剧。
在这种情况下，大力发展高速铁路，有助于实现客货分流，把既有的运输能力腾出来发展货运，从而极大地提高我国铁路的综合运输能力和运输效率。
目前我国已经建成的几条高速铁路，已经在这方面显示出了明显作用。据有关方面统计分析，武广高速铁路的开通可使京广线南段的年货运能力增加8760万吨，而京津、武广、石太、郑西等几条高速铁路的通车，可使我国铁路的年货运能力增加2.3亿吨。
推动资源节约
在促进资源节约型和环境友好型社会建设方面，高速铁路具有先天性的诸多优势。一是土地占用面积小。双线高速铁路建设用地的宽度一般在13.7米左右，而6车道的高速公路一般在37.5米左右，前者仅为后者的36.5%。
二是运行能耗低。据日本近年来的统计，各种交通运输工具平均每人每公里的能耗，高速铁路为571焦耳，普通铁路为403焦耳，高速公路公共汽车为584焦耳，小轿车为3310焦耳，飞机为2999焦耳。如果以普通铁路每人每公里的能耗为1，则高速铁路为1.42，公共汽车为1.45，小轿车为8.2，飞机为7.44.
三是环境污染小。在旅客运输中，各种交通工具产生的有害物质换算排放量，公路是铁路的8倍。铁路的噪声污染也是最低的，日本以航空运输每千人每公里产生的噪声为1，则小轿车为1，大轿车为0.2，高速铁路仅为0.1.
四是外部运输成本低。国际铁路联盟的一项调查表明，欧洲17个国家用于治理交通对环境造成的影响所花的费用中，用于治理汽车对环境造成的影响的费用支出为1942亿欧元，占总治理费用的92%；用于治理航空对环境造成的影响的费用支出为124亿欧元，占总治理费用的6%；用于治理高速铁路对环境造成的影响的费用支出为28亿欧元，占总治理费用的1.7%。
另据日本1995年度的一项统计数据，当年东海道、山阳新干线运行，比没有该两条高速铁路而由其他交通工具分摊同样的运量，在氧化硫和二氧化碳等污染物排放、噪声污染、交通事故、节约能源等方面均占有明显优势，其形成的总节约效用为1004亿日元。
优化运输产业结构
与航空和高速公路等运输方式相比，高速铁路拥有一系列独特的比较优势。一是运行速度快、旅途时间短。按我国高速铁路目前的运行时速，乘高速直达列车从北京到天津120公里的路程只需30分钟，从上海到南京301公里的路程只需70分钟，从郑州到西安505公里的路程只需120分钟，从武汉到广州1069公里的路程也只需188分钟。
二是行车密度高、运送能力大。目前我国高速铁路大都能满足最小行车间隔5分钟及以下的要求，这意味着每条高速铁路每小时可以发车12列以上。按每列列车可载客1200~1300人算，日可输送旅客34.5万~37.5万人次，年可输送旅客1.26亿~1.37亿人次，运送能力远远高于公路和航空。
三是受气候影响小、运行正点率高。高速铁路全部采用自动化控制，除非发生地震等重大自然灾害，一般都可以全天候运营，具有极高的运行正点率。目前，法国高速铁路的平均晚点时间只有30秒，行车密度很高的日本高速铁路也能达到98.5%的正点率，平均晚点时间不超过1分钟。而我国目前的高速动车组列车运行正点率也平均保持在97%以上。
综合来看，高速铁路在200~1400公里的中短途运输方面拥有特别明显的竞争优势。而高速公路和航空运输由于各自自身的特点，分别在200公里以下和1400公里以上范围内占据优势。我国环渤海、长三角、珠三角经济区以及东北、华中、西南、西北等城市群之间的距离，均在高速铁路优势距离范围内。这样，加速高速铁路的发展，将会在更多更好满足国人运输需求的情况下，大大优化我国的交通运输行业结构，促进各种交通运输方式之间的有序竞争，最终实现和谐发展和共同发展。
推动区域和城乡协调发展
京津城际铁路、石太铁路客运专线、郑西高速铁路、沪宁城际铁路等一系列高速铁路的建成通车，大大缩短了相关区域和相关城市之间的时空距离，沿线城市与城市之间、城市与乡镇之间、区域与区域之间的发展，不再彼此相对独立，而是被紧紧地联系在了一起。
据铁道部的数据，到2012年，我国铁路营业里程将达到11万公里以上，其中新建高速铁路将达到1.3万公里。邻近省会城市将形成1至2小时交通圈、省会与周边城市将形成半小时至1小时交通圈，北京到全国绝大部分省会城市将形成8小时以内交通圈。
再经过几年努力，到2020年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中新建高速铁路将达到1.6万公里以上。再加上其他新建铁路和既有线提速线路，我国铁路快速客运网将达到5万公里以上，连接所有省会城市和50万人口以上城市，覆盖全国90%以上人口。“人便其行、货畅其流”的目标届时将基本实现。
到那时，我国各区域间和城乡间的时空距离将大大缩短，我国东西间、南北间将不再遥远。这必将进一步促进区域间、城乡间劳动力尤其是人才、信息等要素的快速流动，促进区域和城乡的协调发展。
特别地，从支持西部大开发的着眼点出发，西部的高速铁路被列为建设重点之一。高铁网中的主骨架“四纵四横”将直接连通到西北、西南地区，“四纵四横”中的徐州—兰州高速铁路正在继续往乌鲁木齐修建。除此之外，配合“四纵四横”高速网的建设，国家还在考虑建设包括贵广铁路、南广铁路等在内的跨区域或者区域内的大能力通道。
可以预计，随着我国高速铁路建设的快速发展，必将带动相关产业由经济发达地区向中西部尤其是西部的欠发达地区转移，中西部地区也必将因高速铁路的通达而更加发达。高铁的发展将极大地加速我国“城镇化”的步伐。
自主创新
在跨越式发展过程中，我国高铁以建设世界一流高速铁路为宏伟目标，开拓出了一条具有高铁特色的自主创新、中国创造之路。
目前我国高铁在线路建造技术、高速列车技术、列车运行控制技术、客站建设技术、系统集成技术、运营维护技术等方面，已经申请了近千项专利，我国高铁整体水平不仅达到了世界先进水平，而且形成了具有自主知识产权的高速铁路成套技术体系。
在管理创新方面，高铁统筹利用铁路内外的各方面科研力量和人力资源，形成了强大合力。在高速铁路建设中，无论是工程管理部门，还是设计、施工、监理单位，都协调行动，组织起了强大的工程建设队伍；在技术装备制造中，无论是运营单位，还是制造企业、科研院所，都统一步调，形成了强大的研发制造体系。这种科学高效的管理模式，大大提高了我国高速铁路网建设的效率和效益。高铁还创建了合资建路的体制创新模式。
在高铁领域，以其出色的自主创新、中国创造，第一次使中国站到了一个产业标准缔造者的位置。
推动产业结构优化升级
高速铁路不仅是高新技术的集成，其包含的基础设施系统、牵引供电系统、动车组制造系统、信号与控制系统、通信系统、运营调度系统、客运服务系统等环节建设，涉及了机械、冶金、建筑、橡胶、合成材料、电力、信息、计算机、精密仪器等一系列相关产业。
毫无疑问，高速铁路的大规模建设大大带动和促进了整个产业链上相关产业实现快速发展，对扩大内需和拉动国民经济持续快速健康发展将产生明显而直接的效果。
特别地，高速铁路由于建设标准高、技术先进、工艺复杂，其大规模建设还会带动以高铁装备、高铁关键材料等为代表的新兴产业发展，有力地推动我国产业结构优化升级。
比如在高速铁路轨道方面，法国采用的是有砟技术，德国、日本采用的是无砟技术。我国对无砟轨道进行了系统全面的研究，攻克了无砟轨道与钢轨间电流覆盖的关键难题，成线成段地大规模铺设了无砟轨道。攻克了长大无缝线路技术，像京津城际铁路，120公里路程没有一个轨缝。我国的无砟轨道技术和无缝线路技术在做到了领先世界的同时，也直接推动了我国无砟轨道和无缝线路产业的发展。
又比如在高速列车制造方面，我国引进并系统地消化吸收了200~250公里动车组技术之后，又结合我国的国情全面构建了它的设计、制造、维修体系，自主研发了时速350公里的列车，直接推动了我国高速动车制造产业的发展。
提升非传统安全水平
能源等重点物资运输安全一直是影响我国经济发展的一个重大问题。高速铁路的陆续开通和客货运输分离的陆续实施，使既有铁路通道能力紧张地区的货运能力得到了较大释放，将大大提升我国重点物资运输的安全水平。
据了解，武广高铁开通后，既有京广线南段运能得到极大释放，年货物运输能力将增加8760万吨；沪宁城际高铁开通后，京沪线沪宁段图定货物列车增加32对，年货物输送能力增加8395万吨。
有关统计表明，我国目前已经运营的高速铁路可使既有线增加图定货物列车83对，折合日均10200车62万吨左右，等于年增加货物运输能力2.3亿吨。
因此，随着一条条高速铁路的陆续建成通车，随着我国铁路货运能力的持续提升，关系国计民生的煤炭、石油、粮食等重点物资运输将会得到更加切实的保障，我国的非传统安全水平必将因此而得到大大提升。高铁还将提高我国在救灾减灾等情况下的人员和物资运送能力。
推动“走出去”
2009年11月美国总统奥巴马访华期间，中美双方发表的《中美联合声明》专门提出“双方欢迎两国公共和私营机构在高速铁路基础设施建设方面进行合作”。奥巴马在今年初发表的国情咨文中，又专门提到我国在高速铁路方面取得的成就。
此外，俄罗斯、巴西、沙特、土耳其、波兰、委内瑞拉、印度、缅甸、柬埔寨、老挝、泰国等几十个国家也向我国抛出了合作建设高速铁路的绣球。我国承揽的委内瑞拉迪纳科—阿纳科高铁项目、土耳其安卡拉—伊斯坦布尔高铁项目等已经进入实施阶段。