在鐵路的發展史上，英國最前排的領頭羊，第一次工業革命之後，西方正式進入了蒸汽機時代，1825年9月27日，世界上第一條行駛蒸汽機的鐵路，斯托克頓—達靈頓鐵路正式通車。
在工業革命的影響下，西方列強四處尋找可以擴張的殖民地，由于清朝錯過了工業革命，算是吃盡了苦頭，不過李鴻章等人也是意識到科技力量，就掀起了洋務運動，洋務運動其中一項就是留學生，在近代留學生當中，也是湧現了很多著名的人物，鐵路之父詹天佑就是其中之一。
詹天佑12歲赴美留學，攻讀耶魯大學的土木工程，1881年由于清政府的格局發生變化，留美學生提前結束了美國學習生涯，當時完成學業的隻有詹天佑和歐陽赓，回國之後詹天佑被派往福州船政局工作，後來在同學的介紹下進入天津鐵路公司任幫工程師。
當時中國的第一條鐵路是英國人修的，關稅也都掌握在英國人手中，不過清朝許多商人在鐵路上都被吃下了不少收益，于是紛紛向朝廷請求投資修建京張鐵路，當時英國和俄國也都想要染指。
但兩國一直争執不下，誰也不肯讓，最終還是不得不同意讓清廷自己修建，當時北京到張家口，相距二百公裡，地勢險要，山形複雜，即便是英國和俄國人都覺得修起來非常困難，清政府也是派當時最有修建鐵路經驗的詹天佑負責。
清廷為了向英俄兩國展現國力不弱于他們，直接給詹天佑撥了500萬白銀，讓詹天佑無論如何都要将鐵路修建起來，修鐵路可比說起來要難得多，京張鐵路本就要從南口北上，坡度非常大。
鐵路每升高一米，就要經過100米的斜坡，火車是無法順着陡峭的山坡爬上去的，為了解決這個問題，隻能用延長路程來減緩線路的坡度，但由于經費有限，為了降低經費，詹天佑大膽的采用了“人”字形鐵路。
同時為了安全平穩，火車當開到南口就改用兩個火車頭，一個在前面拉，一個在後面推，這大膽的設計，成功修建起了京張鐵路，不過修建鐵路遠遠比詹天佑想的還要燒錢，最終清廷一共撥了693萬白銀。
這麼大一筆費用是當時清廷國庫的十分之一，清廷肯撥下這筆巨款也是表明修建鐵路的決心，至于這條人字形鐵路，在通行一百多年後，也是被選入中國工業遺産保護名錄。