Trong tiếng Nhật, Shinkansen có nghĩa "đường tàu mới", ngoài ra còn được gọi là "bullet train" (tàu viên đạn) do hình dạng thuôn gọn của đầu tàu, cùng tốc độ chẳng kém gì viên đạn bay ra khỏi nòng súng.
Con tàu cao tốc đầu tiên của Nhật Bản và cũng là của thế giới ra đời năm 1964 với vận tốc 210km/h. Hiện nay, Nhật Bản có 2.459km đường sắt cao tốc, nối liền hầu hết các thành phố lớn nhất tại hai hòn đảo Honshū và Kyūshū, với vận tốc lên đến 300km/h. Trong lần chạy thử nghiệm năm 1996, tàu Shinkansen đạt tới tốc độ 443km/h và lập kỷ lục thế giới 581km/h trong lần thử nghiệm năm 2003. Toàn bộ hệ thống tàu cao tốc Nhật Bản, hay Shinkansen, được điều hành bởi công ty đường sắt Nhật bản Japan Railways.
Theo tạp chí du lịch Lonely Planet, vận tốc siêu nhanh của tàu Shinkansen đi kèm với độ an toàn gần như tuyệt đối. Trong hơn 30 năm tàu cao tốc vận hành tại Nhật Bản, hầu như chưa hề có một rủi ro đáng kể nào xảy ra.
Khi đi tàu Shinkansen tại đất nước mặt trời mọc, hành khách có thể cảm nhận được tính chuyên nghiệp của dịch vụ ngay từ khi chưa bước chân lên tàu. Trên vé, tất cả các chi tiết về số toa, số ghế đều được ghi rõ ràng, bao gồm cả thông tin khách hàng nên đứng ở vị trí nào trên sân ga. Hành khách hầu như không bao giờ phải chờ đợi vì lịch trình đúng từng phút và cửa toa sẽ mở ở đúng ô mà người chờ đang đứng. Trên hầu hết các tuyến đường tàu cao tốc, sẽ có hai đến ba loại tàu chạy nhanh chậm khác nhau. Loại tàu nhanh chỉ dừng ở một số ga nhất định và loại tàu kém nhanh hơn dừng ở tất cả các ga. Giá vé của các loại tàu này không thay đổi, ngoại trừ loại tàu siêu nhanh Nozomi, chạy trên đoạn Tōkaidō và San-yō Shinkansen. Trên mỗi con tàu lại có một số toa hạng nhất, được gọi là Green Car có giá đắt hơn nữa.
Ví dụ, trên đoạn đường từ Tokyo đến thành phố Fukuoka có 3 loại tàu. Tàu chậm nhất là Kodama, dừng ở tất cả các ga. Tàu Hikari, dừng ở ít ga hơn tàu Kodama và thường mất khoảng 3 tiếng đồng hồ để đi 520km từ Tokyo đến Osaka. Loại tàu nhanh nhất là Nozomi, dừng ở những ga quan trọng nhất, và mất chỉ 2 tiếng rưỡi để đi cùng quãng đường trên.
Giá vé tàu Hikari và Kodama đi từ Tokyo đến Osaka là 13.750 Yen, tương đương 150 USD cho một người lớn. Tùy thuộc vào mùa lễ hội, thời gian cao điểm hay thấp điểm mà giá vé trên có thể dao động tăng giảm khoảng 200 yen. Để đi toa hạng nhất, khách hàng phải nộp thêm từ 1.000 đến hơn 7.000 yen, tùy thuộc vào quãng đường dài hay ngắn.
Đoạn Tōkaidō Shinkansen, nối Tokyo đến Osaka, hiện là tuyến đường sắt cao tốc bận rộn nhất thế giới, chuyên chở tới 151 triệu hành khách mỗi năm. Giữa hai thành phố lớn nhất Nhật Bản này, mỗi tiếng đồng hồ có tới 10 chuyến tàu chạy trên mỗi chiều, với lịch trình ít nhất 3 phút một chuyến. Với mạng lưới rộng khắp, tàu Shinkansen trở thành phương tiện thường xuyên đối với những người sống ở các thành phố nhỏ và đi làm hàng ngày tại thành phố lớn.
Tàu cao tốc ở Nhật Bản được xây làm nhiều giai đoạn. Đoạn Tokaido Shinkansen, nối liền Tokyo với Nagoya, Kyoto và Osaka là tuyến đường cổ nhất, ra đời năm 1964. Đoạn đường kế tiếp là tuyến Sanyo Shinkansen nối liền thành phố Osaka với Fukuoka, hoàn thành năm 1975.
Các đoạn đường tàu cao tốc khác như Tohoku Shinkansen, Joetsu Shinkansen đường khánh thành vào năm 1982. Đường tàu Kyushu Shinkansen ở hòn đảo phía nam Nhật Bản hoàn thành năm 2004. Một phần đoạn đường này sẽ được hoàn thành trong năm nay. Ngoài ra, các đoạn đường tàu cao tốc khác đang được chính phủ Nhật Bản nghiên cứu để mở rộng trong tương lai.
Tàu Shinkansen của Nhật chạy trên hai khổ đường sắt khác nhau là khổ 1.067mm và 1.435mm. Loại đường tàu khổ 1.067mm đang được loại bỏ dần để thay thế bằng loại khổ lớn hơn.