新干线是日本的高速铁路客运专线系统，以“子弹列车”闻名。新干线于1964年10月1日，东京奥运前夕开始通车营运，第一条路线是连结东京与新大阪之间的东海道新干线。这条路线也是全世界第一条载客营运高速铁路系统。新干线的轨距属于标准轨（1435mm）。除了迷你新干线的路段外，列车运行车速可达到每小时270或300公里，但在进行高速测试时，则曾创下每小时443公里的最高纪录（由955系（300X）在1996年时所创下）。
新干线通车多年从未发生过因人为因素导致有人死亡的事故，因此号称为全球最安全的高速铁路之一。新干线的稳定运行全靠日本的良好电力技术，列车可以缩短至5分钟的班距运行，是唯一适合大量运输的高速铁路系统。除此之外由于全面采用动力分布式设计，新干线也是世界上行驶过程最平稳的列车之一，反观法国同类的TGV高速列车，由于采最前端和最尾端的机车驱动的动力集中式设计，摇晃较大、加减速较慢，而无法以仅有5分钟的班距运行。
于2007年2月1日开始营运的台湾高速铁路即采用新干线系统作为基础，也是新干线技术首次向海外输出。2007年初，以E2系1000番台新干线列车为基础的和谐号CRH2型电车于中国开始营运，并作出部分技术转移，使中国车厂有能力自行生产，修改新干线列车。
名称在日本以外的国家称新干线为Bullet Train（子弹列车）或是Super Express（超特急列车），之后Shinkansen的名称也逐渐广为使用。此外，在1964年东海道新干线刚通车时也曾经计划将新干线称为New Tokkaido Line（新东海道线）。虽然现在车站内的英文告示板上称新干线为Shinkansen，但在表示列车名称时仍然采用Super Express的称呼，例如，新干线车上的英文广播即为“Ladies and Gentlemen, welcome to Shinkansen. This is the NOZOMI Superexpress train bound for Tokyo.”（各位乘客，欢迎登上新干线列车，本列车是前往东京的希望号超特急列车）。
历史二次大战后的1950年代后半期，日本经济迅速恢复，发展速度明显加快，而工商和流通业尤其发达的京滨、中京、阪神地区成了带动整个日本经济发展的火车头。连接这些地区的东海道铁路线虽只占日本铁路总长的3％，却承担全国客运总量的24％和货运总量的23％，而且运输量的年增长率超过全国平均水平，运输能力已达到极限。当时，日本经济已开始从战后复兴向高速增长过渡，为促进经济发展，实现富国目标，全面加强连接这三大工商业地带及周围地区的东海道铁路干线已成迫切需要。为此，运输省于1957年设立了由专家学者组成的“日本国有铁路干线调查会”，就如何增强东海道铁路线运输能力问题进行探讨。1958年12月，日本内阁会议批准了修建东海道新干线的设想。 “日本国有铁路干线调查会”当时提出三种方
案：一是将已经复线化的原有窄轨铁路线再复线化；二是铺设窄轨新线；三是修建标准轨新线。经过多方研究，要实现最大限度地提高东海道铁路线的“速达性”，修建标准轨新干线成了理所当然的选择。具体地讲，主要有如下一些理由：一、与原有的窄轨相比，标准轨能运行大型车辆，可确保运输量的扩大；二、铺设新干线，可通过扩大曲线半径来设定高速行驶的列车，从而最大限度地缩短到达时间；三、修建标准轨新干线可大幅度减少通过城市市区的部分，从而降低建设成本；四、可运用最新技术，彻底实现现代化。这样，修建世界上第一条时速200公里的高速铁路“新干线”的计划终于落实了。
1964年奥运会在东京举行时开始运行的东海道新干线，不仅需要总额高达3800亿日元的巨额投资，而且要确保每小时200公里高速运行的安全，为此，需要进行多方面的技术开发，极大的促进了冶金、机械制造、电子、土木以及与之相关的服务行业的发展。新干线建设给日本经济带来了巨大影响。由于新干线可在4小时之内将京滨、中京、阪神工商业地带及中间城市有机地连接起来，人员和物资流通环境大幅度改善，因而大大促进了新干线沿线地带新产业的形成。
社会影响基于东海道新干线的成功，日本运输省和国有铁路公司决定将新干线向日本西部延伸。1967年开始着手修建连接大阪和福冈的山阳新干线，1975年全线开通。这样，又在将京滨、中京、阪神、北九州四大工商业地带连接起来的静冈、冈山、广岛等县兴建新的工业地带，形成了沿太平洋伸展的所谓“太平洋工业带”，从而实现了日本经济高速增长和国民收入的大幅度增加。
20世纪70年代日本经济高速增长，以“太平洋工业带”为中心的地区得到巨大发展，而其他地区却相对滞后，经济上出现了地区差。于是，如何消除经济上的地区差又成了日本面临的一大课题。为谋求均衡开发，消除经济上的地区差，日本政府认为有必要修建从北海道到九州岛、总长为2000公里的高速铁路线，以此为轴心把地方核心城市连接起来，从而形成全国高速
交通网。为此，日本于1970年制定了《全国新干线铁路扩建法》，运输大臣据此确定了总长约为6000公里的新干线铁路建设基本计划。1971年，东北新干线和上越新干线动工；1982年，东北新干线和上越新干线先后通车；2011年（平成23年）春，偏居一角的九州新干线将修建至博多与山阳新干线连通，鹿儿岛中央～新大阪直通运转开始；2015年，新干线将延伸至北海道的札幌。至此日本四岛被新干线全部连接到了一起，伸向东北和日本海地区的高速铁路线成了推动这些地区经济发展的原动力。
新干线不仅速度快，而且比其他交通手段安全、稳定，因而赢得了国民好评，在同汽车和飞机的竞争中获胜，取得了良好的业绩。然而，由于其他线路的赤字经营、国有铁路这种企业体制的不合理以及劳资关系的不正常等因素的影响，国有铁路公司的经营状况日益恶化，进入80年代以后，由于债台高筑，不得不极力控制对新线建设的投资。日本政府认为，新干线等干线铁路和担负职工上班、学生上学等客运任务的市区铁路线组成的既有铁路网，对日本经济的发展和国民生活水平的提高是不可缺少的。为加强铁路交通网的“活性化”，1987年开始日本对国有铁路进行了彻底改革，当年4月1日将其分割成六家客运公司和一家货运公司，实行民营化管理，这些公司统称JR。分割后，新干线被JR西日本、JR东日本和JR东海三家公司分管，从而大大提高了运作效率。国有铁路改革对日本来说是一次极为重要的改革，经过10多年的努力，现在不论政府还是国民都认为改革是成功的。改革之前，尽管国家每年投入巨额补助，还是要出现1万多亿日元的亏损。改革之后，1998年铁路公司不仅盈利约2200亿日元，还向国家和地方政府缴纳税金约600亿日元。
发展历程1964年，新干线0系诞生。这是被誉为梦幻之超特急的世界第一种投入商用的高速旅客列车。1970年，山阳新干线开始动工。1971 年，山阳新干线开始试车，同年，东北新干线动工。1972年，E951系跑出了286km/h的时速。1975年5月12日，英国女王伊丽莎白二世乘坐新干线旅游日本。1980 年首列200系新干线投入试车阶段。速度达到210km/h。1985年首列混编双层车厢的100系列车投入运行，此年是100系的天下。
1986年一列有十二节车厢的200系跑出了271km/h的时速。1989年200系新干线达到276.2km/h的时速纪录。 1990年，首列300系新干线运营，1992年，400系新干线投入试运行。1991年，300系达到325.7km/h的最高时速，而400系时速达到了336km/h。1992年，试验型Win350型列车达到350km/h的时速。1996年，E2系列车型开始试验。1997年E3系新干线投入试验，同年500系列车开始在山阳新干线的一段投入运行，最高时速300公里。MLX01磁悬浮列车此年达到了581km/h的最高时速。1999年700系新干线部分投入运行。2000年3月，700系正式投入运营。2003年，九州新干线开始正式营业。 2007年7月1日，最新型列车N700系投入东海道新干线运营，同时，原本的主力车型300系与500系将逐步下放和退役。
最早的新干线“0”系列开通于1964年，1999年后，全部转交JR西日本，在山阳新干线（冈山～博多南间）执行站站停车的“回声”班次。由于机械寿命和经济性的原因，所执行的定期班次已于2008年11月30日后永久停驶，并全部报废。 而其执行的班次由后续车型100系继承。
技术特点新干线采用动力分散的运行方式，而不是用机车牵引。所谓动力分散，就是每节车厢的车轮都安装了驱动装置——电动机，将列车的动力分散到各节车厢。传统的机车牵引方式需要依靠机车的动力，是以较少的驱动轮对带动整列列车行走，为了有效利用牵引功率和防止空转，就需要在机车上加上很大的重量，从而加大了对轨面的压力，增加建设和维修成本。新干线采用动力分散方式，以每节车厢的车轴作为驱动，不需要沉重的机车，由此车厢的轴重便可大大减轻，不仅易于加减速和在大坡度线路上的平稳行驶，也降低了噪音和振动，大大提高了旅行舒适性，同时，由于降低了对轨面的压力，既降低了建设成本，又提高了经济效益。随着半导体技术的迅速发展和应用，新干线列车的制动系统由原来的空气制动改为电－空联合制动与再生制动，使用再生制动的列车在制动时会将电机的接线反接，这时电动机就变成了发电机将列车运行时候的动能转化为电能，发出的电能通过转换以后可回馈牵引电网进行重新利用，从而可节省能源。同时，列车的电气控制系统由GTO控制（逆变器控制）转向了更先进的VVVF控制（交流电变频控制），进一步提高了运行效率，节省了耗电。
新干线自1964年开始运行以来，未发生过一起造成乘客伤亡的事故，这是因为新干线设有多重安全系统。新干线不仅在东京和大阪分别设置了对各条线路上行驶的列车进行监视和远距离控制的中央控制系统，每条线路还安装了称为“ATC”的列车速度自动控制系统。“ATC”，就是将前方列车的位置、分辙器和路轨状况等信号转换成特定频率的电流，通过一段段铁轨组成的封闭回路传给车载信号器，列车据此而自动地调整行驶速度或停止运行，这种“车内信号”虽也通过驾驶台上的显示盘同步地显示出来，但并不需要驾驶人员操作。列车进站时，“车内信号”提示的速度是每小时30公里以下，也就是说，列车在可随时停止的状态下运行。这时，驾驶人员必须按“确认”钮，否则“ATC”将“判断”驾驶人员在打瞌睡或出现了其他异常而自动停止，这样就不能准确地停到规定的位置。如果列车超越规定的停止位置，也不会与前方列车相撞，这是因为，当后方列车接触到设在距前方列车150米处的“绝对停止信号”时，就会自动地紧急刹车。由此可见，新干线是可以实行无人驾驶的，之所以要配置驾驶员，是为了使进站的列车能根据站内情况，准时停到规定的位置，防止因紧急刹车而给乘客带来不舒适感。
日本开发新干线的首要目标是增强客运能力，其次才是提高速度。东海道新干线开始运行，每天的客运量是6万人次，10年后增加到每天30万人次，现在全国8条新干线每天客运达75万人次。乘客如此之多，依靠电话预约和手工售票，无论如何也适应不了。日本早在开发新干线的同时就研制出了综合自动售票系统，经过多年的不断改进，现在每天可处理160万张车票，基本无差错。如今，乘客在任何车站或旅行社经销点随时都可买到自己所希望的车票，不仅节省了时间，也减少了诸多烦恼。
作用过去，从东京到大阪乘火车需要6.5小时，新干线运行初期，缩短为3．1小时，现只需2．3小时，而从东京到福冈1069公里，现只4.5小时就可到达。新干线开始运行以来，共运载乘客约60亿人次，如果这些乘客原来乘火车需4小时，现只需2小时。现在日本人每小时的工资额平均为2500 日元，仅此一项就节省了30多万亿日元。新干线的直接经济收益十分显著，而间接的效益更加可观。如果没有东海道新干线，从东京到大阪巨型喷气式飞机每5分钟起飞一架才能适应需要，燃油的耗费相当惊人。如果乘汽车，则需要修建一条6车道的高速公路才能满足需求，不仅油耗大，仅因交通事故造成死亡的人数每年至少增加470人。
新干线的建设不仅带动了日本土木建筑、原材料、机械制造等有关产业的发展，更重要的是促进了人员流动，加速和扩大了信息、知识和技术的传播，从而带动了地方经济发展，缩小了城乡差别。据调查，东海道新干线和山阳新干线，每年约有乘客2亿人次，仅此而产生的食宿、旅游等的消费支出约为5万亿日元，增加就业50万人。1975年新干线从大阪进一步延伸到九州后，冈山、广岛、大分乃至福冈、熊本等沿线地带的工业布局迅速发生变化，汽车、机电、家用电器等加工产业和集成电路等尖端产业逐步取代了传统的钢铁、石化等产业，促进了日本产业结构的调整。通向仙台、岩手的东北新干线1982年开始运行后，沿线城市的人口和企业分别增加30％和45％，地方财政收入明显增加。随着新干线交通网的形成，人们的活动范围扩大了，文化交流也更加活跃起来，生活质量也明显提高。比如，住在静冈等地的人要想观看传统艺术“歌舞伎”或“文乐”，须到东京或大阪，过去需要用两天，现在当天就可以来回。新潟县浦佐町是个典型的山村小镇，只有2万多人，但吸纳来自世界各地学生的国际大学就设在这里。由于北陆新干线在浦佐设了车站，国际大学的教员不论是到新潟还是东京，最多只需1小时，知识的交流和更新不受影响，而这里的自然环境在城市是享受不到的，所以大家都乐意到那里教学，国际大学聚集了一大批高水平的人才。
根据日本交通省的研究认为，高速铁路有效竞争半径为旅行时间5小时以内，单程旅行时间超过5小时，高速铁路铁路的快捷程度相对于航空将毫无优势。所以，在可预见的将来，为了缩短旅行时间，以求在更大范围内与航空业竞争客流，更新，更快速的列车必定会投入新干线的运营。
日常维护新干线的日常维护主要依靠线路检测车的日常检测及施工队伍的维修。在全日本的新干线上，活跃着两种线路检测车。运行于东海道/山阳新干线的即是著名的黄医生（Doctor Yellow/ドクターイエロー），由此车全身涂以明快的橙黄色而得名，早期新干线黄医生由专门改造的0系新干线即E922系担当，而现在，则由以700系改造而成的E923系取代了老旧的0系。黄医生平时停靠于东京市1号新干线车辆所
，而到夜间，则出发对新干线线路的轨道、供电、信号系统等进行全面细致的检测，平均每6天能对同一线路重复检测一次。
而在JR东日本所属的东北/上越/山形/长野/秋田新干线上，则活跃着另外一种线路检测车，称为“East-i”，这种车辆由E3系新干线改造而来，编号E926系。East-i的检测任务与黄医生基本相同，所不同的是由于新干线内部的供电制式有所不同，所以跨区间运行的East-i需要额外检测供电接触网的电压及电流频率（东北/上越/长野新干线供电为25KV/50hz，而山形/秋田新干线的供电仅为20KV/50hz）。平时该车辆停靠于位于宫城县的仙台新干线总合车辆所。
技术再研制长期以来，
日本在高速列车的研究与制造方面占有相当高的技术优势，这与JR各公司、JR总研及各大重工的大量技术投入是分不开的。为了追求更高的速度和更优良的舒适性，JR不惜投入巨资研制了一系列作为试验和技术储备的试验性车辆。包括作为500系先导试验车并创造350km/h速度记录的500系900番台（即所谓的WIN350系）、作为E-MAX系先导试验车并创造425km/h记录的E925系“STAR21”以及为强化300系所开发的300X系。其中最值得一提的是为了未来北海道新干线贯通计划和东北新干线升级计划所开发的Fastech360（ファステック 360）系列，该车首次于车顶装备原用于航空器的空气减速板，在减速和紧急制动时候将自动弹起，当减速板打开时，将使得车体于360km/h速度下减速至完全停止所需要的制动距离与现有车辆于275km/h条件下制动距离相同。而由于这减速板的设置，使得Fastech360系列看起来如同戴了一对猫耳朵般，于是民间昵称Fastech360为“猫耳朵新干线”。
影响日本新干线的成功，给欧洲国家以巨大的冲击，促进了高速铁路在欧洲的发展。日本开发新干线时，正是欧美国家着力发展高速公路和航空运输业的时候，铁路运输在这些国家被视为“夕阳产业”而受到冷落。但是，随着石油危机和大气污染问题的发生，最节省能源的铁路运输再次受到关注，各国纷纷调整以汽车为中心的交通运输政策，大力发展高速铁路。法国和德国急起直追，先后着手进行高速铁路试验，1981年法国TGV最高试验速度达到380km/h，1988年西德的ICE突破400km/h大关，达到406.9km/h，1990年法国的TGV又创造了515.3km/h的世界纪录，目前高速轮轨铁路的速度保持者是法国的TGV－v150（2007年4月3日，574.8km/h）。欧洲国家高速铁路技术的进展反过来又“刺激”了日本，使之加强了技术研究和新型车辆的开发，山阳新干线和东海道新干线的运行速度分别提高到现在的275km/h和300km/h。2011年，东北新干线将把运行时速提高到320km/h。
运营线路已经开业的新干线
东海道新干线：东京站—新大阪站间，长515.4公里。
山阳新干线：新大阪站—博多站间，长553.7公里。
东北新干线：东京站—八户站间，长593.1公里。
上越新干线：大宫站—新潟站间，长269.5公里。
长野新干线（北陆新干线）：高崎站—长野站间，长117.4公里。
九州新干线:（鹿儿岛线南段）：新八代站—鹿儿岛中央站间，长137.6公里（营运里程126.8公里）。
已经开业的迷你新干线
秋田新干线：盛冈站—秋田站间，营运里程127.3公里。
山形新干线：福岛站—新庄站间，营运里程148.6公里。
新干线规格的区间铁路
博多南线：博多站—博多南站间，长8.5公里（往车辆基地的回送路线旅客化）。
上越支线：越后汤沢站—ガーラ汤沢站间，长1.6公里。（临时站）
兴建中的新干线
东北新干线(延伸段)：八户站—新青森站间，长81.2公里。
北海道新干线：新青森站—新函馆站间，长148.8公里。
北陆新干线：长野站—金沢站间，长约220.6公里。
九州新干线（鹿儿岛线北段）：博多站—新八代站间，长129.9公里。
预定兴建的新干线
九州新干线（长崎线）：新鸟栖站—长崎站间，长129.9公里。
北陆新干线（其他路段）：金泽站—新大阪站间，长约254公里。
北海道新干线：新函馆站—札幌站间，长211.5公里。
以新干线规格新建的在来线
海峡线 ：新中小国号志站至木古内间，长约87.3公里。
濑户大桥线 ：茶屋町至宇多津间。
规划中的新干线
四国新干线：新大阪站—松山市，长约480公里
四国横断新干线：冈山站－高知市
东九州新干线：博多站－鹿儿岛中央站，长约390公里
中国横断新干线：冈山站－松江市
九州横断新干线：大分市－熊本市
山阴新干线：新大阪站－下关市
羽越新干线：富山市－新青森站，长约560公里（与北陆、上越新干线共用）
奥羽新干线：山形市－秋田市，长约270公里
北陆、中京新干线：敦贺市－名古屋市，长约50公里
中央新干线（磁悬浮列车）：东京都－大阪市
未成线
成田新干线：东京站－成田机场
日本以外的新干线
台湾高速铁路：采用新干线的车辆及部份技术，行驶于台北与高雄（左营）之间，总长345公里，于2007年1月5日起对外售票试营运，并于2月1日正式通车。
在中国正在兴建的高速铁路网络中，一些路段也使用了与新干线相同的轨道板。
列车营运用列车
新干线列车全皆采动力分散驱动方式，可防止高速行驶时的蛇行运动，减轻路线的维护保养费用。行车时的摇晃极小，为世界上运转品质最佳的高速铁路。
0系：1964年登场的0系列车是新干线诸多车型的开朝元老，在服务超过30多年后，此车系于1999年年全数退出东海道新干线的载客服务，之后以回声号（こだま，Kodama，汉字“木灵”）的身份行驶于山阳新干线上，进行各站停车服务。其中一台0系机车头于2001年由西日本旅客铁道捐赠予位于约克郡的英国国家铁路博物馆。0系的营运时速为220公里/小时，并曾在高速测试中创下256公里/小时的纪录。2008年11月30日全面退出营运服务。2008年12月14日，0系列车正式退役。
100系：1985年投入服务，行走东海道、山阳新干线，设计最高时速为275公里/小时，营运时速为230公里/小时，100系是首款拥有双层车厢的新干线列车。于2003年全数退出东海道新干线的载客服务。现时行驶于山阳新干线上，作为回声号进行各站停车服务。
200系：1982年东北新干线及上越新干线通车时开始使用。2004年时，一列200系列车由于新潟县中越地震而出轨，但并没有造成人员伤亡。200系的标准营运时速为240公里/小时，但依照编组的不同，E编成仅有210公里/小时的营运速度，但F编成却有270公里/小时。
300系：东海道－山阳新干线上等级最高的希望号（のぞみ，Nozomi）首次登场时所使用的车种，最初以270km/h的最高车速投入营运，但目前已经退出第一前线，主要是作为光号（ひかり，Hikari）与回声号列车使用。
400系：行驶于山形新干线的迷你新干线列车。设计最高时速为345公里/小时，东京至福岛新干线路段营运最高时速为240公里/小时，而行走在来线福岛至新庄营运最高时速为130公里/小时。翼号（つばさ，Tsubasa）列车使用。JR东日本已决定400系于2009年夏季退出营运服务，将为第二款退役的新干线列车。
500系：最高营运时速达300公里（山阳新干线路段）、当时世界上营运时速最快的高速铁路列车（1997年），并曾在测试中达到320公里/小时的速度。500系会于2008年年中行走“回声”号（こだま）班次，同时5组列车进行改造，分拆成8节列车（V编成），于2008年12月1日起取代退役的0系担任回声号（こだま）班次之营运。其余4组列车，会继续以“希望”（のぞみ）每日来往东京至博多2次。
600系：原本在开发阶段预计命名为新干线600系的东日本旅客铁道新型列车，在实际量产后改用新的命名规则，以代表“East”字首的英文字母“E”作为之后所有新车型的名称，而改名为E1。
700系：于1999年年投入运营、是极速虽只有285公里但平均营运时速较500系高的车型，前方车头长9米，因造型独特被日本人昵称为“鸭嘴兽”。除了作为光号与700系希望号使用外，西日本旅客铁道也使用700系推出不一样的新车型（700系7000番台），命名为铁道之星（ひかりレールスター，Hikari Railstar），在编组车辆数、车辆涂装、车内座椅数与配备上，都与原有的700系不同。
N700系：由700系改良而来的测试列车，东海旅客铁道与西日本旅客铁道共同开发、首度导入摆式列车技术的第五代新干线车辆。N700系列车已于2007年7月1日正式投入使用，最高营运时速也达到300km/h。该型号列车投入运行后，东京到大阪之间只需要2小时25分。
N700系S1编成：由JR西日本与JR九州联合购置的新型车辆，爱称樱号（さくら，Sakura），用于2011年后修通的九州新干线新大阪～鹿儿岛中央间的直通运转，与原有N700系外观上最大的不同为其采用青瓷色涂装非传统的乳白色＋蓝条涂装
800系：由九州旅客铁道开发，行驶于九州新干线路段，作为燕号（つばめ，Tsubame）列车的使用车辆。虽然极速只有260公里/小时，但因800系是配合九州地区多山特性所设计的摆式列车，因此反而拥有新干线里最高的过弯车速。
E1系：第一款全列车双层配置的新干线列车，使用于上越新干线路段。最高营运速度为240公里/小时。主要是作为朱鹮号（とき，Toki）与谷川号（たにがわ，Tanigawa）列车使用。
E2系：行驶于东北新干线及长野新干线。营运时速为275公里/小时。作为疾风号（はやて，Hayate）、浅间号（あさま，Asama）、山神号（やまびこ，Yamabiko）列车的使用车辆。
E3系：行驶于山形、秋田新干线的迷你新干线列车，东京至盛冈/福岛区间275km/h，盛冈至秋田、福岛至新庄区间130km/h。小町号（こまち，Komachi）、翼号列车使用。
E4系：世界载客量最大的双层高速铁路列车，达1634人（两列E4重联情况下），行驶于东北、上越、长野新干线上。最高营运时速240公里/小时。爱称Max朱鹮号和谷川号（Maxとき、たにがわ）
E5系：JR东日本预计于2011年投入东北新干线使用的最新型新干线，为FASTECH 360S的简化量产版，爱称继承E2系的疾风号（はやて，Hayate）。运行速度为宇都宫以南275km/h、宇都宫～盛冈间320km/h、盛冈以北260km/h
E6系：JR东日本预计于2011年投入秋田新干线运营的在来线直通用新干线，目前情况不明，唯一可知信息为爱称继承E3系的小町号（こまち，Komachi）
海外输出
700T型：700T型列车是由新干线700系改良而成，是外销台湾作为台湾高速铁路用车的特殊衍生版，但由于是导入500系列车的动力输出系统，因此时速较原本的700系还高，可达300公里。700T系针对台湾夏季更湿热的气候，加强空调系统及车厢设计，整体车厢涂装及设计与原本的700系不同。
CRH2型：外销中国的E2-1000型列车。
高速实验用电车
1000形：东海道新干线0系列车实际量产之前的试作原型车辆，于1962年（昭和37）创下263km/h的纪录。
951系：1972年3月山阳新干线冈山站开业时、日本国有铁道在当时的营业运转的最高速度210km/h以上，也就是250km/h运转的新型车辆为开发目的，于1968年3月制作2两编成的试验车辆。
952系953系（STAR21）：东日本旅客铁道所有，于平成7年（1995年）创下425km/h的纪录，是E1～E4系制造前的始祖。米原站展示中
961系：日本国有铁道于1973年（昭和48年）制作。
962系：日本国有铁道东北・上越新干线营业车两（后200系）的先行试作车1979年（昭和54年）制作。
WIN350：西日本旅客铁道所有，是500系登场前的高速实验电车。米原站展示中
955系（300X）：东海旅客铁道所有，于平成9年（1997年）创下全世界最快纪录443km/h，2002年除役。米原站展示中
FASTECH 360S（E954型）：由东日本旅客铁道开发，正在实验的下一代高速铁路列车，可到360km/h。已解体
FASTECH 360Z（E955型）：由东日本旅客铁道开发提供新干线与在来线之间作直通快车使用。已解体
电气轨道综合实验车
911系：日本国有铁道于1964年东海道新干线开业时，当作新干线电车救援用而制造的柴油机车。日本车辆承制，共有3两，其中1号机与3号机在国铁时代报废，1987年的国铁分割化中，2号机转由东海旅客铁道（JR东海）承接并继续使用。
912系：DD13形的标准轨化改造车两。开业前暂定的以2000形为型号
922系（黄医生）：JR东海0番台（T1） 10番台（T2） JR西日本20番台（T3）
923系（黄医生）：JR东海0番台（T4） JR西日本3000番台（T5）
921系：0番台
925系：日本国有铁道0番台（10番台）
941系电気试験车→救援车：
East i系（E926 i）：JR东日本
维修基地
东京第一车辆所（东京第一车両所）：东海道新干线
大井车辆所（第二车辆所）（大井车両所（东京第二车両所））：东海道新干线
滨松机修厂（浜松工场）：东海道新干线
三岛车辆所（三岛车両所）：东海道新干线
名古屋车辆所（名古屋车両所）：东海道新干线
大阪第一 第二 第三车辆所（大阪第一车両所 第二车両所 第三车両所）：东海道新干线
仙台总合车辆所（仙台総合车両所）：东北新干线
新干线总合车辆中心（新干线総合车両センター）：东北新干线
博多总合车辆所福冈分局（博多総合车両所-福冈支社）：山阳新干线
博多总合车辆所广岛分所（博多総合车両所-広岛支所）：山阳新干线
博多总合车辆所冈山分所（博多総合车両所-冈山支所）：山阳新干线
秋田车辆中心（秋田车両センター）：秋田新干线
盛冈新干线车辆中心（盛冈新干线车両センター）：秋田新干线
川内新干线车辆中心（川内新干线车両センター）：九州新干线
山形车辆中心（山形车両センター）：山形新干线
长野新干线车辆中心（长野新干线车両センター）：长野新干线
新潟新干线车辆中心（新潟新干线车両センター）：上越新干线
系列表格
0系
100系
200系
300系
400系 (Tsubasa)
500系
700系
700系 (Hikari Rail Star)
800系 (Tsubame)
N700系
N700系7000番台 (Sakura)
E1系
E2系
E3系 (Komachi)
E3系2000番台 (Tsubasa)
E4系
E954型（FASTECH 360S）
923系 (Doctor-Yellow)
E926 (East i)
台湾高铁700T型 , 台湾
和谐号CRH2型 , 中国
英铁395型 (Javelin) , 英国
