世界上首条地下铁路系统是1863年英国开通的“伦敦大都会铁路”（Metropolitan Railway），

世界上首条地下铁路系统是1863年英国开通的“伦敦大都会铁路”（Metropolitan Railway），其干线长度约6.5千米。由于当时电力尚未普及，所以此地下铁路须用蒸汽机车牵引，又因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，在营运数个月后便因新通车的伦敦塔桥取代了大部分的旅客运量而废线。

现存最早的钻挖式地铁则在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铁。早期在伦敦市内开通的地铁亦于1906年全数电气化。

1896年，当时奥匈帝国的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。

中国第一条地铁是1971年开通的北京地铁。1965年7月1日，北京地铁一期工程正式开工，1969年10月1日完工并试运营，1969年11月，因线路供电方式有缺陷，发生大火（无人员伤亡）。线路改造后1971年1月15日继续运营。上海地铁于1990年初开始建设，到1993年开通第一条线路，目前已经成为世界上规模最大的地铁网络。