蒸汽機車是利用蒸汽機，把燃料（一般用煤）的化學能變成熱能，再變成機械能，而使機車運行的一種火車機車。1814年，英國人史蒂芬孫發明了第一台蒸汽機車，從此開始，人類加快了進入工業時代的腳步，蒸汽機車成為這個時代文化和社會進步的重要標誌和關鍵工具。
今是17年5月1日，我們的蒸汽機火車研發成功，馬上將會在試驗鐵路上試跑。這是曆史的大跨越、人類的大進步，因為大家的努力，中華人民開始了新的成長，就是它的出現，世界不用在等到1814年了。不用在麻煩史蒂芬孫先生的辛苦發明了，當然我們的成功離不開他老人家的發明，現在大家準備各就位，半個時辰後，火車啟動試行。——交通部長朱兜兜
上麵的話是朱兜兜在試驗火車前的，此話雖然讓人們聽得莫名其妙，卻還是在大清報上刊登了出來，頭版頭條公布於世。隨著火車試跑成功，圖片被大清報宣傳開後，大清各地都談論起此事，為此朱兜兜又火了一把。
在17年年初的時候，清華聯盟蒸汽機研究辦公室，就研究出了蒸汽機車，就是火車的初始版本。隻是蒸汽機車不像是汽車，可以用四輪來驅當腳力，因為體積重量的原因，必須要鐵軌來鋪墊。一般以為鐵軌就是鐵條，那就大錯特錯了。起先朱兜兜也是這麼認為的，所以命令人隨便做了些大鐵棍。經過多次的實驗，發現用鐵鈷做軌枕就是不行，無論這麼實驗都是失敗。
鐵路軌道，簡稱路軌、鐵軌、軌道等。用於鐵路上，並與轉轍器合作。令火車無需轉向便能行走。軌道通常由兩條平行的鋼軌組成。鋼軌固定放在軌枕上，軌枕之下為路碴。以鋼鐵製成的路軌，可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木，或路枕，功用是把鋼軌的重量分開散布，和保持路軌固定。維持路軌的軌距。一般而言，軌道的底部為石礫鋪成的路碴。路碴亦稱道碴、碎石或道床，是為軌道提供彈性及排水功能。鐵軌也可以鋪在混凝土築成的基座上（在橋上就相當常見），甚至嵌在混凝土裏。
根據曆史記載，板式軌道是最早期的路軌使用法，用很薄的鐵片釘在木製的路軌上製成。但這種路軌的承重能力很低，所以雖然建造的成本很低，但長遠來並不劃算。這種軌道雖然比較簡單，但是朱兜兜比較喜歡另外一種。那是後現代的廣泛使用的工字鐵軌。
後現代使用的鋼軌切麵成”工”字形，分為與車輪接觸的軌頭、中間的軌腰及底部的軌底。不同的路線對鋼軌的強度、穩定性及耐磨性都有不同的要求。因此鋼軌亦有不同的規格。一條路線上應該選擇使用那一種，需要考慮經濟及技術等因素。
可惜的是工字鐵軌太難煉製，煉鋼技術還不能大肆的煉製出此種鋼軌。雖然不能大批量的鐵軌及時燒練生產，可是用來當做實驗軌道還是綽綽有餘的。鐵軌出來後，把鋼軌連接成軌道的方法有多種。
最傳統的做法會把二十米左右一截的鋼軌固定在軌枕之上，各截鋼軌之間有接頭(亦稱接縫)。英國的習慣，兩條路軌會在相同的地方有接頭。但美國則會放在不同的地方。接頭使用魚尾板接合，它是一塊約六十厘米長的鋼板。兩端有四或六口鋼栓，用來扣在鋼軌上的洞。
鋼軌之間特地留有間隙，約為6寬，稱為伸縮接縫。鋼軌讓魚尾板上鋼栓通過的洞是橢圓形的，這樣鋼軌就可以在炎熱的氣下有膨脹的空間。這對鋼軌是非常重要的：如果沒有膨脹的空間，每當溫度改變一度。鋼軌就需要承受16噸的壓力或拉力。如果一個地方每年最高及最低溫度相差三十度，這力可以達到五十噸。一條鋼軌可能會因而變得歪歪斜斜，影響行車安全。
要想煉製出後世那般鐵軌是不可能的，最起碼眼下的世界還沒有如此技術。要知道鋼軌是用高錳鋼製成的。錳鋼的脾氣十分古怪而有趣：如果在鋼中加入－%的錳，那麼所製得的低錳鋼脆得就像玻璃一樣。一敲就碎。然而，如果加入&g;1%的錳，製成高錳鋼，那麼它就變得既堅硬又富有韌性。