從鐵路行車的第一天起，保證行車安全就成為首要問題。火車只能在固定的軌道上跑，如果在同一位置同時出現(xiàn)"第二者"，后果不堪設(shè)想。 　　火車是在英國發(fā)明的，最早的列車是由一位帶紳士禮帽、穿黑大衣和白褲子的鐵路員工騎馬在前引導(dǎo)運行的。他邊跑邊以各種手勢發(fā)出信號，就像現(xiàn)在的交警指揮汽車一樣。當(dāng)然這只能是在白天行車，每小時才走10公里。后來發(fā)明了用長方形板子作信號，橫向是停車，順向為行進(jìn)。夜間則以燈光顯示，紅燈停，白燈行。1841年英國人古利高里發(fā)明了長方形的臂板式信號機(jī)，它安裝在一個高柱子上，以臂板放水平位表示停車，向下傾斜45°表示行進(jìn)。夜間仍用紅、白燈作信號表示停或行，由于白燈易與住家燈光混淆，后改為綠燈，后來還增加了黃燈表示注意或減速。這樣的信號機(jī)一直沿用下來，不過臂板的個數(shù)、形狀、顏色、顯示方法都有了改進(jìn)。操縱方式由人站在機(jī)柱下扳動，改為將導(dǎo)線連到值班房進(jìn)行操縱，減輕了工人勞動強(qiáng)度，也提高了效率。
　　美國羅賓遜博士于1872年發(fā)明了軌道電路，他第一次實現(xiàn)了列車自動控制信號的顯示。現(xiàn)代鐵路用自動信號設(shè)備在車站間設(shè)幾個閉塞分區(qū)，每個分區(qū)間隔1．5～2公里。入口處設(shè)閉塞信號機(jī)，顯示綠燈時，確定前方有兩個閉塞分區(qū)空閑，列車可按允許速度運行；黃燈說明前方只有一個閉塞分區(qū)空閑，提醒司機(jī)注意隨時可能出現(xiàn)紅燈。這樣，兩個車站間可以同時運行兩三列火車，既保障了行車安全，又提高了線路使用率。
　　地形、氣候會給司機(jī)造成了望障礙，于是機(jī)車自動信號應(yīng)運而生。司機(jī)室里安放了一架與地面顯示完全相同的小信號機(jī)，給列車加了個雙保險。萬一列車闖紅燈，自動停車裝置會拉響警笛并緊急剎車。
　　在鐵路和公路交叉的道口上，有道口自動信號機(jī)來報警護(hù)行，當(dāng)列車駛過時，兩個紅燈交替閃光，電鈴鳴響，欄木上三個信號燈亮起，接著欄木自動放下，直到列車駛過才升起。
　　鐵路信號還有旗、牌、標(biāo)志、火炬等視覺信號，以及號角、口笛、鳴笛、響墩等聽覺信號。比如在線路中間豎塊紅色方牌表示此段正施工，列車不得駛?cè)搿＞�路若遇到災(zāi)害或事故，可在左側(cè)鋼軌上隔20米放響墩，發(fā)出爆炸聲，要求緊急停車。
　　手信號靠旗子或燈（白天用旗，晚上用燈）或徒手按規(guī)定方式顯示發(fā)車、減速、通過、引導(dǎo)等信號。如兩車相會時，右手高舉攏起的旗子，表示鄰線車安全，這是打招呼，也是互檢信號。機(jī)車鳴笛也構(gòu)成一種信號，如火車發(fā)出一長聲三短聲表示列車發(fā)生危險，需要救援。鐵路信號的顏色除了基本的紅黃綠外，還有月白、藍(lán)、紫、白作為輔助色，以滿足不同的需要。
　　新中國成立50年來，鐵路信號設(shè)施有了很大的改進(jìn)和發(fā)展，現(xiàn)僅京九鐵路的信號設(shè)施已達(dá)到18種，像李玉和僅靠手中的一盞紅燈指揮列車行進(jìn)早已成為歷史了。