東海道新幹線(東京-新大阪)最早是日本國鐵路網提速及高速化的計劃發展而來，隨著日本進入二十世紀的經濟起飛與城市發展，鐵路需求相當大，因此日本內閣在二次大戰前提出新的鐵路網計劃，因為二次大戰而停止。戰後的1950年代隨著東京-大阪間的原窄軌東海道本線已達飽和，窄軌系統又無法提速到200kph以上，因此又重新啟動標準軌的新軌道線興建計劃，1964年在東京奧運前夕，世界上第一條標準軌高速鐵路問世，東海道新幹線初期營運車速速限為210kph。東海道新幹線在1972年與後續完工的山陽新幹線(新大阪-福岡)完成直通，東京-新大阪-福岡(博多)超過一千公里，成為當時路線最長的高速鐵路。原日本國鐵破產分割為六家客運民營公司後，東海到新幹線路線屬JR東海經營，直通的山陽新幹線則屬JR西日本所屬。
50年來行走東海道新幹線共推出了六款車系，分別是國鐵時代開發的0系(1964年)、100系(1985年)、300系(1992年)，以及500系(全屬JR西日本開發在1997年投入東海道·山陽新幹線)、JR東海與JR西日本共同開發的700系(1999年)、N700系(2007年)。新車系的投入除了改善列車舒適品質外，主要也是以提速及改善前款車輛的缺點，提升安全性、穩定性及兼具環保標準，經過三次的提速(210kph-220kph-270kph)，現今N700A(大A款)將成為第四次提速(285kph)的主力車款。JR東海在2011年改良現役N700系，強化煞車系統、電腦定速行駛裝置、提升整體列車營運效率，以達成提速與安全目的，增加型號1000型編組代號G的N700A系列車，車身塗裝N700A Logo(上圖)，「A」代表先進(Advanced)的意思，2012年開始投入試車營運，計劃未來取代700系。
JR西日本配合JR東海改造新款N700A系，也推出了編號4000型編組代號F的N700A系，2013年投入營運。除了JR東海的1000型、JR西日本的4000型外，兩家公司分別還以現有車輛做微幅改造，如JR東海所屬的2000型原Z編組改造後轉為X編組，外觀塗裝改變將原來的N700 Logo後方加個小A(上圖)，是所謂的N700A小A款。JR西日本所屬的小A改造款，是5000型K編組。改造後的車輛主要著眼於提速與安全的考量，為了東海道新幹線的未來先做準備，可能是未來希望號的主力車種。
而最早的N700系是2007年投入營運，以700系為基礎做大幅度的改良，增加曲線轉彎不減速的傾斜轉向架，密閉式車相連接器，強化集電弓，提升效率與環保兼具的功能，車頭也採用了飛機機翼的風洞原理開創出不同於700系的車鼻。最高設計速度東海道線270kph，山陽線300kph，加強整體營運平均速度的提升，是目前直達車希望號列車的主力車種，將來可能取代700系成為半直達車光號或回聲號的車種。隨著九州新幹線的開通，N700系也推出八節車廂編組的7000型、8000型，分屬JR西日本及JR九州所屬，專跑山陽·九州新幹線直通區段(新大阪-鹿兒島中央)，不在東海道新幹線行駛。
1997年開使研發的700系也是JR東海與JR西日本共同開發，固定編組16節車廂，最高設計時速340kph，屬JR東海的編組有橘底700列車LOGO塗裝，最早於1999年投入營運，取代當時的100系列車，行走東海道·山陽新幹線。在N700系尚未投入之前，700系是東海道·山陽新幹線最高級希望號列車的主力車種，風光一時直到2007年。在700系推出前，JR西日本獨立開發的500系是當時最快速的列車，最高設計可達350kph，但受限於東海道新幹線的路況，第二次提速時最高營運時速：東海道線270kph，山陽線300kph。可是因500系行駛噪音太大，過隧道有音爆產生，而很快的被700系取代。
JR西日本所屬的700系3000型，車頭側邊有藍色JR700字樣，也是行走東海道·山陽新幹線全路段車種。另外，JR西日本還有一種較短編成(八節車廂)的7000型，稱為Hikari Rail Star，外觀塗裝不同，僅行走山陽新幹線路段，則不在本篇介紹。隨著N700系主力車種節能、先進技術持續開發，700系已經停產，將來也會面臨淘汰的命運。
日本高速鐵路50年來的發展，除了新線陸續完工通車，全國高速鐵路路網持續發展外，新幹線的列車汰換速度，也是全世界最高最頻繁的。邁入第五十一年，2015年東海道新幹線將第三次提速，預計由270kph提高至285kph，雖然速度還是有限，不過這條高鐵路線，還是全世界班次最密集(最高每小時雙向約30班次)，安全度與準點率最高，搭乘人數最多的一條高速鐵路路線。
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