中国高速铁路设计最高时速350公里，是世界上高速铁路里程最长、标准最高、网络运输最繁忙、气候、地质、地形条件差异性最大的高速铁路系统。

自上世纪90年代开始，我国对高速铁路技术标准、线路走向方案、引入枢纽方案、轨道系统选择进行了大量科研创新工作，为高速铁路建设储备了雄厚的技术基础，完善了高速铁路技术标准体系，确保了标准正确、方案合理。

中国高速铁路网东西跨距5200公里，南北跨距5500公里，经过西北、西南高原气候、风沙及黄土地区，东北冻土地区，华北、华南、华中平原及丘陵山区，冻土、软土、松软土、岩溶、黄土、断裂、滑坡带地质条件复杂。铁路工作人员通过对先期开工的路基试验段研究，掌握了地基土特征和变形规律，确定了地基加固方案和施工工艺，路基地基沉降控制大量采用新结构、新技术，沉降观测应用自动沉降监测系统，大大提高了数据采集质量和数量。

高速铁路跨越黄河、淮河和长江、松花江等水系，采用了主跨336米的深水大跨桥梁，为世界上最大跨度的高速铁路桥梁，具有“三大一高”（跨度大、荷载大、支座大、速度高）特点，结构采用新材料、新设备、新技术、新工艺，桥梁建设多项指标达到世界一流水平。

轨道技术在设计、制造、施工各环节进行了全面自主创新，形成了包括设计理论和计算方法、打磨机研制，轨道板设计布板和施工布板软件、轨道板测量平差、精调软件和成品质量控制等成套技术；通信系统创新了多线并行地段GSM-R系统、传输系统组网、多路局的通信业务网络互联、全路视频监控技术，确保了列控信息的安全可靠传输；信号系统构建了完整的CTCS-3级列控系统技术标准体系，制定了包括系统研发、设备生产、施工、维护等各个环节的标准规范，创新了不同控制模式列车、不同时速列车共线、跨线运行的列车运行控制模式及全景仿真测试平台，攻克了无线安全传输技术，达到了国际先进水平。

中国高速铁路先后完成了《高速铁路土建工程技术体系集成研究》等近百项科研课题，发表论文100余篇，获得多项国家专利，取得了丰硕的科研成果。成果广泛应用于中国高速铁路建设，得到了国内外的高度评价，也为中国高铁走出去奠定了基础。

中国高速铁路首创采用国际设计咨询和工程监理，与欧盟等国家高铁设计标准对接，工程设计达到国际先进水平；建设单位推行标准化管理，梁场、板场实现规模化、工厂化，工程监理实行准入制度，确保了工程建设质量；创新高速铁路养护维修机构设置和机具配备，有效保证了固定设施状态良好、运输安全畅通；全路设置防灾安全监控系统，确保安全运营。这些措施保证了中国高速铁路开通运营以来状况优良。