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Comboio de alta velocidade (português europeu) ou trem de alta velocidade (português brasileiro) (ou trem-bala) é um transporte público que circula em caminhos de ferro excedendo os 250 km/h.
Tipicamente, os comboios de alta velocidade viajam a velocidades de cruzeiro entre os 250 km/h e os 300 km/h. A marca mundial de velocidade para um comboio convencional com rodas foi estabelecida em 2007 por um TGV francês que atingiu a velocidade de 574,8 km/h. O comboio protótipo japonês de levitação magnética (mag lev) JR -M aglev ML X01 estabeleceu o recorde de velocidade de um comboio ao atingir os 582 km/h.
No dia 3 de Abril de 2007 foi batido oficialmente o anterior recorde de comboios convencionais ao ser atingida a velocidade de 574,8 km/h. Este teste, na nova linha Paris-Estrasburgo, teve o nome de código V 150 aludindo aos 150 metros/segundo de velocidade que se pretendia atingir (correspondente a 540 km/h)
