Os trens de alta velocidade são amplamente utilizados na Europa e na Ásia e, em determinados trajetos, conseguem competir diretamente com o transporte aéreo. Popularmente chamados de trem-bala, esses serviços operam, em geral, acima de 200 km/h, embora não exista um consenso absoluto sobre o limite mínimo para essa classificação. Parte de especialistas considera que composições que atingem 180 km/h já podem ser enquadradas como alta velocidade.
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Em operação no exterior, esse tipo de transporte pode alcançar velocidades de até 430 km/h. No Brasil, ao menos quatro projetos de trens de alta ou média velocidade já foram discutidos ou estudados.
TAV Rio–São Paulo
O principal projeto brasileiro é o Trem de Alta Velocidade (TAV) Rio–São Paulo–Campinas, concebido para conectar as maiores metrópoles do país e o principal polo urbano do interior paulista. O tempo estimado de viagem entre Rio de Janeiro e São Paulo seria de 1h25, enquanto o trajeto entre São Paulo e Campinas poderia ser feito em cerca de 25 minutos, ao longo de um percurso de aproximadamente 998 quilômetros.
O traçado previa a construção de diversos túneis, incluindo um com 16 quilômetros na capital paulista e outro que poderia chegar a 25 quilômetros, o maior de todo o percurso.
Inicialmente, o governo federal pretendia entregar o projeto antes dos Jogos Olímpicos de 2016, no Rio de Janeiro. No entanto, atrasos na elaboração do edital de licitação, ainda em 2009, comprometeram o cronograma. O projeto também não avançou a tempo da Copa do Mundo de 2014, e novas postergações empurraram o leilão para 2011. A possibilidade de apenas um consórcio, de origem coreana, participar da disputa foi um dos fatores apontados para os adiamentos, apesar do interesse manifestado por outras empresas.
O custo estimado inicialmente era de R$ 23 bilhões, sendo R$ 20,8 bilhões financiados pelo BNDES.
O projeto voltou ao debate nesta década após a autorização concedida à TAV Brasil, empresa privada que propõe construir e operar a linha, agora restrita à ligação entre Rio de Janeiro e São Paulo. Segundo o diretor-executivo da companhia, Bernardo Figueiredo, a previsão atual é que o serviço entre as duas cidades entre em operação apenas em 2033, um ano além do prazo inicialmente estimado. De acordo com ele, os atrasos estão ligados, principalmente, ao processo de licenciamento ambiental conduzido pelo Ibama, conforme declarou ao site Poder360.
TAV Brasília–Goiânia
A ligação ferroviária entre Brasília, Anápolis e Goiânia, conhecida como Expresso Pequi, foi apresentada inicialmente como um projeto de alta velocidade, mas pode ser implantada como uma linha de média velocidade.
Divulgado em 2009, o projeto previa cerca de 210 quilômetros de extensão, com trens operando entre 180 km/h e 200 km/h, realizando apenas uma parada intermediária em Anápolis. O objetivo era estimular o desenvolvimento regional, gerar empregos ao longo do corredor ferroviário e integrar duas áreas metropolitanas que somam cerca de 7 milhões de habitantes. O investimento estimado era de aproximadamente R$ 1 bilhão.
Em 2012, novos estudos indicaram a viabilidade de uma alternativa de média velocidade, com trens de até 150 km/h, reduzindo em cerca de uma hora o tempo de viagem em comparação ao transporte rodoviário.
TAV Belo Horizonte–Curitiba
O Plano Nacional de Viação prevê a implantação de uma linha de alta velocidade ligando Belo Horizonte a Curitiba, passando por cidades de Minas Gerais, São Paulo e Paraná, como Divinópolis, Varginha, Poços de Caldas, Campinas, São Paulo, Sorocaba, Itapetininga e Apiaí.
O traçado teria cerca de 1.150 quilômetros, praticamente o dobro da extensão da ligação Rio–Campinas, e conectaria regiões responsáveis por mais de 50% da produção econômica e da população brasileira. A previsão é que esse projeto seja analisado apenas após a conclusão da linha entre Rio de Janeiro, São Paulo e Campinas.
TAV Campinas–Triângulo Mineiro
Também há estudos do Governo Federal para uma linha ligando Campinas a Ribeirão Preto, no interior paulista, com extensão até Uberaba e Uberlândia, no Triângulo Mineiro, ampliando a integração ferroviária entre São Paulo e Minas Gerais.