Fogaskerekű vasutat nagy emelkedésű hegyvidéken alkalmaznak, ezek mozdonya egy vagy több hajtó fogaskerékkel rendelkezik, amely a sínek között elhelyezett speciális fogazott sínhez kapcsolódik. Az első európai fogaskerekű vasutat a svájci Niklaus Riggenbach tervezte és építtette Vitznau és Rigi között, a vonalat 1871-ben adták át.

A svábhegyi (később Szabadság-hegy) fogaskerekű ötletét Széchenyi Ödön gróf, a Sikló kezdeményezője vetette fel, miután megismerte Riggenbach művét. A Svábhegy a pest-budai polgárok kedvelt kiránduló- és üdülőhelye volt, de még a kiegyezés után is csak gyalogszerrel vagy szekéren juthattak fel oda. A koncessziós szerződést 1873. május 21-én írták alá Riggenbach cégével, a kivitelezéssel a svájci születésű Cathry Szaléz Ferenc mérnököt bízták meg, a pálya nem egészen egy év alatt épült meg.

A világ harmadik Riggenbach-rendszerű gőzvontatású vasútját 1874. június 24-én helyezték üzembe. A "fogas" normál nyomtávú, 2883 méter hosszú, egyvágányú pályán az Ecce homo rétről (ma Városmajor) indult, és a Diós-árok mentén haladva a Svábhegyig vezetett, a két végállomás közötti szintkülönbsége elérte a 264 métert. A vágánytengelyben fekvő, hevederrel összeillesztett, 3 méter hosszú fogasrudakat minden talpfán két síncsavar tartotta. A fogas gőzmozdonya a hegyre fel 12 kilométeres sebességgel tolta, lefelé 7,2 kilométeres sebességgel vontatta a két vagy három kocsiból álló szerelvényt. A működtetéshez 3 gőzmozdonyt, 10 nyitott személyszállító pótkocsit és 2 alacsony oldalfalú, nyitott teherkocsit szereztek be.

A kezdetben csak április és október között közlekedő fogaskerekűt leginkább a kirándulók vették igénybe, de teherszállításra is használták. Kezdettől fogva számos kritika is érte részben nyomvonala, részben magas jegyárai miatt. A forgalmat árcsökkentéssel, majd kedvezményekkel igyekeztek növelni. 1890-ben a vonalat a Széchenyi-hegyig építették ki, hossza 3733 méterre nőtt. Az 1910-től téli üzemben is működő fogaskerekűn az építő- vagy tüzelőanyaggal megrakott, nehéz fuvaroskocsik szállítását is lehetővé tették.

1926-ban, a koncesszió lejártával, a fogaskerekű a főváros tulajdonába, üzemeltetésre a Budapest Székesfővárosi Közlekedési Rt.-hez (BSzKRT, Beszkárt) került. 1927-ben megkezdték a villamosítást, az átfogó műszaki fejlesztés keretében a környezetszennyező gőzmozdonyokat Ganz-villanymozdonyokra cserélték. Nagyobb teherbírású síneket fektettek le, kiépítették a felső vezetékeket, villamos kocsikat szereztek be, a megengedett sebesség 13,5 km/órára nőtt, a vonatok 30 helyett 15 percenként követték egymást.

A második világháború alatt, 1944 végétől 1945 közepéig a fogaskerekű nem közlekedett, később fát szállítottak rajta a hegyekből a városba. A teherforgalom idővel megszűnt, sőt akadtak, akik az autóbuszok elterjedése miatt a járat megszüntetését javasolták. A fogaskerekű végül megmenekült, sőt a kalauz nélküli közlekedés próbaterepe lett, 1961. december 4-én elsőként a Fogaskerekű Vasútra helyezték fel a KN (kalauz nélkül) táblákat.

A vasút 1968-ban került a Budapesti Közlekedési Vállalat (BKV) üzemeltetésébe, 1973-ban felújították, áttértek az 1500 V feszültségre, felújították a teljes pályát, a Riggenbach-fogaslétrát Strub rendszerűre cserélték, magas peronokat alakítottak ki a megállókban, a János Kórháznál új megállót építettek, átalakították a városmajori végállomást, új típusú motor- és vezetőállásos pótkocsiból álló szerelvényeket szereztek be. 1992-től számítógép-vezérelt biztosító berendezést alkalmaznak, 1993 óta a kerékpárosok is igénybe vehetik a járművet.

Annak érdekében, hogy a fogaskerekű napjainkban is Budapest közlekedési hálózatának versenyképes részévé váljon a fővárosi vezetés uniós támogatással további fejlesztéseket tervez, többek között teljes műszaki rekonstrukciót, valamint a vonal meghosszabbítását a Széll Kálmán térig, illetve a Normafáig.