Современный рельс имеет плоское дно, а его поперечное сечение напоминает перевернутую букву Т. Английскому инженеру Чарльзу Виньолю приписывают изобретение этой конструкции в 1830-х годах. Похожую конструкцию также разработал Роберт Л. Стивенс, президент железной дороги Кэмден и Амбой в США.
Современные рельсы внешне очень похожи на ранние образцы Виньоля и Стивенса. Однако на самом деле это высокотехнологичный продукт как в инженерном, так и в металлургическом плане. Многочисленные исследования и изыскания позволили создать конструкции, которые минимизируют внутренние напряжения под весом транспорта и тем самым продлевают срок службы рельсов. Иногда поверхность рельсов закаляют, чтобы уменьшить их износ под тяжестью вагонов или на крутых поворотах. После прокатки на сталелитейных заводах рельсы медленно охлаждают в специальных боксах. Такое контролируемое охлаждение сводит к минимуму образование внутренних трещин, которые в свое время были основной причиной разрушения рельсов в пути.
В Европе стандартная длина рельсов составляет 30 метров (98 футов 5 дюймов). Вес рельсов, предназначенных для использования на основных магистралях, составляет от 55 кг на метр (около 110 фунтов на ярд) до 65 кг на метр (130 фунтов на ярд).
На железных дорогах США и Канады использовались Т-образные рельсы с сотнями различных сечений. Многие из этих сечений используются до сих пор, но существует сильная тенденция к стандартизации нескольких сечений. Большинство новых рельсов в Северной Америке весят 57,5 или 66 кг на метр (115 или 132 фунта на ярд). Длина стандартной американской секции рельса составляет 12 метров (39 футов). На некоторых железных дорогах Западной Австралии, занимающихся добычей руды, используются рельсы весом около 68 кг на метр (около 136 фунтов на ярд).
Одна из самых важных разработок — сварка стандартных рельсов в длинные отрезки. Непрерывная сварка рельсов обеспечивает более гладкий путь, который требует меньшего обслуживания. Рельсы обычно свариваются в отрезки длиной от 290 до 400 метров (320 ярдов и четверть мили). После укладки в путь эти четвертьмильные отрезки часто свариваются по очереди, образуя рельсы длиной в несколько миль без разрыва.
Впервые сварные рельсы были опробованы в 1933 году в Соединенных Штатах. Однако только в 1950-х годах железные дороги всерьез обратились к сварным рельсам. В настоящее время сварные рельсы являются стандартной практикой или широко используются на железных дорогах во всем промышленно развитом мире и внедряются в других странах в той степени, в какой это позволяют финансы железных дорог.
Контролировать температурное расширение длинных сварных рельсов оказалось не так сложно, как предполагалось сначала. Оказалось, что проблему можно свести к минимуму путем тщательного закрепления рельсов на шпалах или шпалках, чтобы предотвратить их перемещение при изменении температуры, использования тяжелого балласта и нагрева рельсов перед укладкой до температуры, близкой к средней температуре, преобладающей в данной местности.
