在铁路的发展史上，英国最前排的领头羊，第一次工业革命之后，西方正式进入了蒸汽机时代，1825年9月27日，世界上第一条行驶蒸汽机的铁路，斯托克顿—达灵顿铁路正式通车。
在工业革命的影响下，西方列强四处寻找可以扩张的殖民地，由于清朝错过了工业革命，算是吃尽了苦头，不过李鸿章等人也是意识到科技力量，就掀起了洋务运动，洋务运动其中一项就是留学生，在近代留学生当中，也是涌现了很多著名的人物，铁路之父詹天佑就是其中之一。
詹天佑12岁赴美留学，攻读耶鲁大学的土木工程，1881年由于清政府的格局发生变化，留美学生提前结束了美国学习生涯，当时完成学业的只有詹天佑和欧阳赓，回国之后詹天佑被派往福州船政局工作，后来在同学的介绍下进入天津铁路公司任帮工程师。
当时中国的第一条铁路是英国人修的，关税也都掌握在英国人手中，不过清朝许多商人在铁路上都被吃下了不少收益，于是纷纷向朝廷请求投资修建京张铁路，当时英国和俄国也都想要染指。
但两国一直争执不下，谁也不肯让，最终还是不得不同意让清廷自己修建，当时北京到张家口，相距二百公里，地势险要，山形复杂，即便是英国和俄国人都觉得修起来非常困难，清政府也是派当时最有修建铁路经验的詹天佑负责。
清廷为了向英俄两国展现国力不弱于他们，直接给詹天佑拨了500万白银，让詹天佑无论如何都要将铁路修建起来，修铁路可比说起来要难得多，京张铁路本就要从南口北上，坡度非常大。
铁路每升高一米，就要经过100米的斜坡，火车是无法顺着陡峭的山坡爬上去的，为了解决这个问题，只能用延长路程来减缓线路的坡度，但由于经费有限，为了降低经费，詹天佑大胆的采用了“人”字形铁路。
同时为了安全平稳，火车当开到南口就改用两个火车头，一个在前面拉，一个在后面推，这大胆的设计，成功修建起了京张铁路，不过修建铁路远远比詹天佑想的还要烧钱，最终清廷一共拨了693万白银。
这么大一笔费用是当时清廷国库的十分之一，清廷肯拨下这笔巨款也是表明修建铁路的决心，至于这条人字形铁路，在通行一百多年后，也是被选入中国工业遗产保护名录。