60年代初各發達國家開始成批生產4000～6000馬力的柴油機車。到70年代前期，柴油機車功率已成系列，數量滿足要求，很多國家停止使用蒸汽機車。1981年，英國制成時速高達270公裏的高速柴油機車。
繼柴油機車之後，電力機車又逐步發展起來。1879年柏林博覽會展出第壹臺可供實用的電力機車，並在德國使用。電動機的轉速可隨負載在壹定範圍內變化，運行安全，設備簡單，無汙染，操縱和制動方便，而且還可以從發電站接受強大的電源，在短時間內產生必需的起動功率，便於高速行駛。
1955年，法國制成高速電力機車，時速達332公裏，1981年又增加到380公裏。電力機車的最大困難是架空線路和變電設備成本過高問題，美國用單相交流電進行遠距離輸電，其成本比直流線路低三分之二，因而被廣泛采用，迎來電力機車大發展的新時期。
“長辮子”火車
1879年出世的世界第壹臺電力機車，是利用兩條鐵軌之間的第三條軌將電力引進機車裏的。這種供電方式適合於電壓和功率都比較低的情況。
隨著電力機車的發展，要使它跑得快，運載量大，就得提高電力機車供電系統的電壓和功率，因而需要使用高壓輸電線和變電裝置。在這種情況下，就不能再使用設在地面上的第三條軌供電的方式了，因為這既不安全，又給使用帶來不便。
1881年，德國試驗成功壹種適合以高壓輸電線供電的電力機車新的供電系統，叫做“架空接觸導線”供電系統，也就是將電力機車的供電線路由地面轉向空中。實際上，這種供電系統和現在城市中的有軌電車相似，在車頂上裝著壹條“長辮子”。它與以前使用蓄電池的電動機車的主要不同在於，它自身不帶電源，由電廠供電，所以機車的結構比較簡單，但需要壹套供電設備。
這種裝有“長辮子”的火車，依靠裝在車頂上的受電弓子把電力從架在空中的電線上引到機車裏。高壓輸電線送來的電是高達110千伏的三相交流電，必須經過牽引變電所變成25千伏的單相交流電，方能供機車使用。因此，在電力機車行駛的鐵道沿線上，每隔50公裏左右設壹個牽引變電所。變電所的電又被送到鄰近的沿線接觸網上，通過機車上的受電弓將交流電引到機車的整流器上，把交流電變成直流電，使直流電動機旋轉，再經過壹套傳動裝置，帶動車輪轉動，機車就會跑動起來。
電力機車雖然問世較早，但直到20世紀60年代才開始受到人們的重視，被大量普遍地使用起來，已成為鐵路機車家族中的佼佼者。
人們將電力機車稱為神通廣大的“火車頭”，就是因為它比蒸汽機車有著以下獨特的優點：
壹是它的馬力大，拉得多、跑得快、爬坡的勁頭足。例如，我國在 50年代末期修築的第壹條電氣化鐵路——寶 （雞）成（都）鐵路，就充分發揮了電力機車的優越性。從寶雞到成都，第壹道關口就是要翻越氣勢雄偉的秦嶺。過去用3臺蒸汽機車拉壹列950噸貨車上秦嶺時，像老牛拉車每小時才行走18公裏。蒸汽機車下坡時是靠閘瓦制動的，而閘瓦因摩擦就會變熱，如果不及時冷卻就難以將機車制動住。為了保證行車的安全，蒸汽機車的下坡速度比爬還慢，有時甚至走走停停，以便使受熱的閘瓦有足夠的時間冷卻。後來用3臺電力機車取代同樣數量的蒸汽機車，就能拉著2400噸的貨物，以時速50公裏快速上坡，比蒸汽機車在運貨量和速度上都提高了近兩倍。電力機車下坡時，采用電阻制動，使列車能以每小時40公裏的速度下坡，既快速又安全。
二是電力機車用的是“幹凈”的電能，它不冒黑煙、揚灰渣，因而不會汙染環境。即便是通過幾公裏長的隧道，旅客也不必擔心濃煙和廢氣熏人，也不會被討厭的煤灰渣迷住眼睛或弄臟衣服。機車駕駛人員也能在寬敞明亮的司機室進行操作。
三是電力機車操作簡便，出車前的準備時間短，不像蒸汽機車那樣，既要裝煤，又要加水，也不像內燃機車需要加油。無論是在缺水的沙漠地帶，或是在冰天雪地的寒冷地區，只要有電力供應，電力機車就能牽引列車晝夜行駛。
四是電力機車使用的是電能，既可由煤炭、石油來發電，也可由水力、核能、天然氣、地熱、太陽能等發電，能量來源比蒸汽機車和內燃機車豐富，而且效率高。蒸汽機車的熱效率只有 7%；內燃機車的熱效率較高，也僅為28%；而采用火力發電的電力機車，其效率可達30%，若以水力發電時，熱效率高達60%～70%。
本世紀50年代，由於石油得到大量開采，價格低廉，所以世界各國郡在研制和使用內燃機車，而把電子機車放在次要地位。但是，在石油生產國提高石油價格，發生了世界性的石油危機之後，人們又把註意力轉向了電力機車，從而促進了電力機車的迅速發展。
當時歐洲各國的電力機車的發展較快，如瑞士、荷蘭等國研制的電力機車和供城市交通使用的有軌電車。日本制成了壹種交直流兩用電力機車，使用更為方便。
我國對電力機車使用很重視，除了建成寶成路電氣化線路外，又修建了多條電氣化線路，大大提高了機車的運載量。與此同時，我國還研制成了“韶山”型電力機車，也投入使用。
電力機車除了在鐵路和城市地面交通（即有軌電車）使用外，還多用於城市中地鐵，如意大利米蘭市地鐵、我國北京地鐵用的電力機車等。現在的北京地鐵電力機車上的“長辮子”已經不見了。這是怎麽回事呢？原來，它是將“長辮子”從車頂上移到鐵軌旁邊的路基上。這樣，架設和檢修都很方便，但路軌附近有觸電的危險，所以嚴禁乘客跳下站臺，以保證人身安全。
目前，有的國家已制成了具有萬匹馬力的電力機車，使火車的速度超過了每小時200公裏。還有的在研制14000馬力的大功率電力機車，將會使火車的速度得到進壹步提高。看來，電力機車將有著美好的發展前景。
內燃機車
據報載，從1992年6月1日起，北京鐵路分局結束了使用蒸汽機車牽引客車的歷史，改用內燃機車，以提高列車的速度和正點率。
為什麽要將蒸汽機車送到“歷史陳列館”而啟用內燃機車呢？這是因為內燃機車在許多方面比蒸汽機車優越。優勝劣汰，完全符合事物發展規律。下面就讓我們尋蹤追跡，看看它們的發展過程和內燃機不凡的本領。
人們在使用蒸汽機車的過程中發現，這種機車的壹個致命弱點是它的鍋爐既大又重，嚴重影響了它的發展前途。在鍋爐裏，用煤將水加熱成蒸汽，再通入汽缸裏，從而推動機車前進。有人設想，如果將這種笨重的鍋爐去掉，使燃料直接在汽缸內燃燒，用所產生的氣體來推動車輪旋轉，就可以克服蒸汽機車的主要缺點。於是，壹些科學家便開始進行研究試驗。
1866年，德國人奧托首先制成了壹種燃燒煤氣的新型發動機。這種發動機和蒸汽機在汽缸外面的鍋爐裏燃燒燃料不同，它是在汽缸內點燃煤氣的，然後利用氣體的壓力推動活塞，從而使曲軸旋轉。因此，就給它起了個形象的名字，叫做“內燃機”。內燃機的出現，為火車的進壹步發展帶來了生機。
後來到了1894年，德國就制造出世界上第壹臺內燃機車。這種沒有大鍋爐的新機車，既不燒煤，也不燒煤氣，而是用柴油作燃料。它所用的柴油機是德國人魯道夫·狄塞爾發明的。從此，內燃機車就成了火車家族中的壹位重要成員，並得到了廣泛的應用。
內燃機車雖然出世較晚，但它後來居上，比火車家族中的大哥哥蒸汽機車的本領高強，受到人們的重視。它的突出優點是：
1.速度快。內燃機車起動迅速，加速又快。通常，蒸汽機車的最大時速為110公裏，而內燃機車的最大時速可達180公裏，使鐵路通過能力提高25%以上。
2.馬力大。蒸汽機車的功率壹般為3000馬力左右，而內燃機車可以達到4000～5000馬力，因而運載量就多。
3.能較好地利用燃料的熱能。蒸汽機車的熱效率壹般僅為7%左右，而內燃機車可達到28%左右，提高了3倍，從而節省了大量的燃料。
4.適合缺水地區使用。蒸汽機車是個用水“大王”，壹列火車平均每行駛10公裏，就得消耗水3～4噸。通過幹旱的缺水地區，火車就需要自帶用水。據統計，在缺水地區運行壹列火車，如果有10節車廂，其中有3節車廂是用來裝水的。而內燃機車用來冷卻的水僅需要幾百公斤，供循環使用，內燃機車上壹次水，可連續行駛1000公裏，因而它被人們譽為“鐵駱駝”。
5.司機駕駛操作方便。內燃機的司機不需要像蒸汽機車那樣加煤加水，而且駕駛室內明亮寬敞，司機操作時視野開闊，既方便又安全。
有的人可能認為內燃機車和汽車都是使用的內燃機，兩者的結構原理應是相同的。其實，它們是不完全壹樣的。汽車是利用內燃機產生的動力直接推動車輪轉動，而內燃機車則是先通過內燃機帶動發電機產生電能，再用電能使電動機旋轉，從而驅動機車前進。所以，通常也將內燃機車稱做“電傳動內燃機車”。
內燃機車出世後，以其明顯的優勢很快就壓倒了蒸汽機車。特別是第二次世界大戰結束後，由於內燃機車所用的燃料——石油價格較低，能大量供應，因而有力地促進了內燃機車的發展。壹些國家如美國、日本、法國、加拿大等國都用繼制成了內燃機車，並且在10年左右的時間內實現了鐵路機車內燃化，使內燃機車得到了較廣泛的使用。
我國於1958年研制成了第壹臺內燃機車。到1969年，已制造出4000馬力的大功率內燃機車，如“東風型”、“東方紅型”和“北京型”內燃機車等。現在，我國在許多鐵路線上已有各種類型的內燃機車牽引著長長的列車在馳騁著，壹些主要幹線的直達客車基本上實現了內燃機車牽引。
內燃機車除了通常使用的電傳動內燃機車外，還有液力傳動內燃機車和適用於寒冷缺水地區的燃氣輪機車。
液力傳動內燃機車是將內燃機產生的動力，通過液力變速箱、萬向軸、車軸齒輪箱等設備，使車輪轉動，從而帶動車輛前進。早期的液力傳動內燃機車，采用類似於蒸汽機車的連桿驅動。
燃氣輪機車是現代化內燃機車的壹種。這種機車的內燃機與噴氣式飛機的原理相同。它比壹般內燃機車的馬力大，振動小，結構簡單，行駛安全可靠，而且容易制造。世界上第壹臺燃氣輪機車是1941年在瑞士制成的。由於它特別適用於高寒、缺水地區使用，近年來發展很快。法國已研制成並投人使用第二代和第三代燃氣輪機車，其中第二代燃氣輪機車的最高時速就已達到260公裏。目前，燃氣輪機車已成為引人註目的現代化機車的壹個得力的方面軍。
高速火車
從世界上第壹臺火車問世到現在，已經有100多年的歷史了。隨著火車
“年齡”的增大，它也日益現代化了。目前，世界各國雖然主要使用的還是電力機車和內燃機車（包括燃氣輪機車）（也有壹些國家還在使用蒸汽機車?