适应我国地质及气候条件复杂多样的特点，以原始创新为主，在高铁路基、轨道、长大桥梁、长大隧道、大型客站和系统集成等方面攻克了大量世界性技术难题，系统掌握了不同气候环境、不同地质条件下建造高铁的成套技术。修建了沪苏通铁路长江大桥、五峰山长江大桥2座主跨超千米和武汉天兴洲大桥等6座主跨超500米的世界级大跨度高铁桥梁；建成了广深港高铁狮子洋隧道、西成高铁秦岭隧道群等100多座10公里以上的长大高铁隧道；建成了北京南、上海虹桥、广州南等一大批现代化高铁枢纽站。京沪高铁获得国家科技进步奖特等奖，一批高铁桥梁和隧道工程获得国际隧道与地下空间协会、国际桥梁大会颁布的行业最高奖项。

以引进先进技术、联合设计生产的和谐号动车组为基础，持续深化自主创新，突破技术瓶颈，成功研制拥有完全自主知识产权和世界先进水平的复兴号中国标准动车组，其中复兴号智能动车组在世界上首次实现时速350公里自动驾驶功能。适应我国高铁成网运营对通信信号和牵引供电技术的特殊要求，自主研发了CTCS－3级列车控制系统，建成了高铁供电调度控制系统（SCADA），使高铁网具备功能强大、安全可靠的中枢神经系统和电力供应系统。北斗导航、5G、大数据等先进技术在高铁得到成功应用。

全面掌握了复杂路网条件下高铁运营管理成套技术，创新了复杂路网条件下不同速度等级高速列车高密度跨线运输调度技术，解决了不同动车组编组、不同速度、长大距离和跨线运行等运输组织难题，实现了繁忙高铁干线和城际铁路列车高密度、公交化开行，高峰期发车间隔仅有4—5分钟。

充分发挥科技保安全作用，在智能型复兴号动车组部署2700余项监测点，开发了自我感知、健康管理、故障诊断等列车运行在途监测技术，实现了对列车运行的全方位实时监测；建立了由高速综合检测车、沿线检测传感装置等设备组成的高铁线路设备在线监测系统，运用大数据分析，实现了对高铁基础设施运行状态的精准掌握；研发了风雨雪等自然灾害监测、异物侵限报警和地震监测预警系统，实现了对自然灾害和治安风险的立体防控。