Dawno, dawno temu, w czasach, gdy powstawały pierwsze linie kolejowe oraz budowano pierwsze parowozy, ich konstruktorzy nie wierzyli, że pociąg na stalowych kołach może poruszać się bez problemu po szynach wykonanych z podobnego materiału. Obawiali się, że z powodu zbyt małego tarcia kół o szyny, pociąg taki w ogóle nie ruszy z miejsca. Z tego powodu pierwsze parowozy wyposażono w napęd zębaty a w osi torów pomiędzy szynami jezdnymi zabudowano trzecią szynę
 w postaci listwy zębatej. Po jakimś czasie okazało się, że ówczesne pojazdy kolejowe bez napędu zębatego również bez problemu mogą poruszać się bez ryzyka poślizgu kół i zaczęto odstępować od tego rozwiązania. W takim razie, czy napęd zębaty odszedł całkowicie do lamusa? Oczywiście, że nie! Nadal jest używany na liniach kolejowych które pokonują strome wzniesienia.

Typowe koleje adhezyjne (poruszające się dzięki sile tarcia koła o główkę szyny) mają niewielką tolerancję nachylenia podłużnego toru. Nachylenie 2,5% jest zwykle przyjęte jako graniczne, zwłaszcza na liniach głównych, chociaż są również odcinki dochodzące do 5,5%. Na liniach kolejowych, gdzie wykorzystuje się szynę zębatą przyjęto natomiast, że nachylenie może sięgać nawet 48%! 

Czy każda kolej zębata wykorzystuje takie same rozwiązania? Otóż nie – istnieje kilka systemów które wzięły swoje nazwy od nazwisk ich pomysłodawców a różnią się konstrukcją szyny zębatej oraz koła napędowego. Mamy więc:

– system Struba z jedną linią zębatki wyciętej w szynie z główką w kształcie odwróconego klina;

– system Riggenbacha – z zębatką w formie drabinki i kołem z zębami o przekroju trapezowym;

– system Abta – czyli podwójna zębatka pionowa („podwójny system Struba”), przesunięta”
 o pół fazy;

– system Lochera gdzie do napędu pojazdu służyły dwa koła zębate ułożone poziomo w ten sposób, że szyna zębata przechodziła między nimi.

Na terenie współczesnej Polski są dwa miejsca w których istniały kiedyś koleje zębate:

 – w Warszawie na nieistniejącej już wąskotorowej kolei wilanowskiej, gdzie zębatkę zamontowano
 w celu ułatwienia wjazdu na skarpę wiślaną na fragmencie linii z ulicy Belwederskiej na plac Unii Lubelskiej;

– na również nieistniejącej linii kolei Sowiogórskiej na Dolnym Śląsku między Woliborzem a Srebrną Górą.

Jeżeli ktoś chciałby zobaczyć kolej zębatą w ruchu to nic straconego – kilkanaście kilometrów do granicy naszego kraju, w słowackich Tatrach, funkcjonuje wąskotorowa (1000 mm) linia kolei zębatej systemu Abta łącząca miejscowości Štrba i  Štrbské. Codziennie kursuje nią kilkanaście par pociągów złożonych z wagonów specjalnej konstrukcji. Kolej zębatą tego samego systemu możemy zobaczyć również w Czechach, niedaleko znanej wszystkim narciarzom miejscowości Harrachov. To tam, między Tanvaldem a Kořenovem, znajduje się odcinek z zębatką w osi toru. W tym wypadku niestety zębatka nie jest używana, ponieważ współczesny tabor nie potrzebuje jej aby pokonać górzystą linię.