1899年，日本人为转运木材而规划兴建阿里山铁路，轨距762cm，最大坡度6.25%，最小曲率半径40米。1921年，长达66.6公里的嘉义至二万坪段宣布通车，1924年，再延长至阿里山并逐渐增设支线，总长71.4公里。全线自海拔30米的嘉义，一路爬升至2,216米高的阿里山，全程经过49个隧道、77座桥，沿途可欣赏热、暖、温等不同森林带之植物种类变化与美丽的山脉、溪谷。

阿里山森林铁路分为平地与山地两线段，前者指嘉义至竹崎（14.2公里），后者为竹崎至阿里山线段(57.2公里)。当火车以推进方式运转至独立山时，为迁就急峻的山形，则须以螺旋型环绕独立山三周（约五公里长、两百米高）而至山顶。当回旋上山时，在车上可三度看到忽左忽右的樟脑寮车站仍在山下，然后铁道再以8字型方式离开独立山。而自屏遮那站到第一分道后，铁路呈z字型曲折前进，经过三个分道时，火车时而往前拖、时而在后推，终抵阿里山，故有“阿里山火车碰壁之称”。

至于全长 9.2公里的眠月支线，则开放于1983年，火车一路蜿蜒于海拔 2,000米以上的崇山峻岭间，当您看到一座高十余米、形状像猴子的巨石，即到了终点站“石猴游憩区”。白木林为石猴游憩区之奇观，在森林大火后，矮小的植物被烧光，仅剩高大的松、杉类枯干，这些火烧木经过风吹日晒、雨淋霜打，表皮转白，成了醒目之景观。安排一小时的健行览胜，看看游憩区内古早味的樟脑寮、笋灶与木炭窑，经由解说牌可了解其制造过程。至于聆风亭、望乡亭与栖霞亭等凉亭，则是聆听松涛或远眺草岭风光之好地点。此外，“台湾－叶兰展示区”展示了台湾珍贵稀有野生兰的生态史；一叶兰以阿里山为生长区，每年二至四月开花，因花下仅长一片叶而得名。

阿里山森林铁路包括一条主线，两条林场内干线，及众多由主线及干线分歧出的作业支线。此时期路线概况如下：

结束伐木后，为了配合观光需求，于1981年1月将终点站改为新设之阿里山车站。沼平车站亦被称为“旧车站”，缘由在此。

1999年发生之921大地震对本线造成重大影响，除阿里山车站严重损毁必需重建外，眠月线亦在该次地震中受损而无法通行，重要景点“石猴”自颈部断裂。由于阿里山车站损毁，1999年至2000年间，终点站曾暂时再改回沼平车站。经数年重建后，新站体已经于2007年9月13日开放使用。

全线定期列车因八八水灾而停驶。2010年6月20日起神木线正常行驶及6月26日(六)起凌晨开始行驶祝山线观日出班车。

截至2017年7月止，嘉义─奋起湖平日每天有一班次往返，例假日加开班车。嘉义-奋起湖间路已于2011年9月修复，并于2014年1月27日复驶奋起湖-十字路则於2017年7月复驶；十字路-阿里山车站间因为屏遮那严重崩塌，开凿隧道改线，本预计2015年12月通车。后遇杜鹃台风，致58k处42号明隧道崩塌，复驶遂遥遥无期。

登山铁路：台湾铁路管理局台中线胜兴段（今旧山线）曾是台湾铁路干线的最高点（海拔约400米），但远不及阿里山林铁有超过海拔2000米的标高。沿线植物从800米以下的热带林，800至1600米的亚热带林，1600米以上的温带林，一条铁路有三种林相变化。铁路最大坡度6.62%，最小曲线半径40米。

螺旋型环绕独立山：火车因独立山在前无法直驶，以螺旋型右行一圈，最后在山头以8字型左行一圈离开独立山，共环绕独立山三圈约5公里，通过10座隧道，逐步爬升200米，绕山爬升过程中，会数度看到不同大小的樟脑寮车站。

阿里山踫壁：由第一分道起以Z字型先前进再后退，行车方向前后转换三次运转上山。

机车头在下山的方向：由于阿里山林铁的坡度大，为避免上山时连结器负荷过重断裂以及下山时制轫力减弱，与一般铁路不同的是，机关车是连结在下山的方向，以推进方式运转上山，客车前方有开窗供车长瞭望路况，以无线电与司机员连络。不过新引进的连控车头，让司机可以在上山侧直接控制下山侧的机车，不再需要瞭望。

过去曾经是在平面段由前头牵引，到上山段时（竹崎车站）才把机车调到后头，今已取消。

阿里山神木群：阿里山林铁旁有巨大的红桧群，被称为阿里山神木群，是侥幸免于被砍伐命运而留下来者。其中位于神木站旁有一株树龄数千年的红桧，最早被开发成景观区，被称为阿里山神木。此神木在1956年6月7日傍晚时因被雷击而起火，烧毁了树干内部。后来在树顶内架设箱子栽种红桧树苗，以保持其绿意盎然的样子。1997年7月1日，因风雨而倾倒了三分之一的树干，1998年6月29日，因剩余树干倾斜影响安全，于是由嘉义林管处将其放倒在铁路旁，供人瞻仰。

营运时间最短的祝山线：阿里山林铁的祝山线，是台湾营运时间最短的铁路。非假日时，祇在日出前后载送观日出的游客上下山，其余时间并不营业。

阿里山铁路全长72公里，却由海拔30米上升到2450米，坡度之大举世罕见。火车从山脚登峰，似沿“螺旋梯”盘旋而上，绕山跨谷钻隧洞，鸟雀在火车轮下飞翔。登山途中，从高大挺拔的桉树、椰子树、槟榔树等热带古木，到四季常绿的樟、楠、槠、榉等亚热带阔叶树，再到茂密的红桧、扁柏、亚极和姬松等温带针叶树，到了3000米以上，则是以冷极为主的寒带林了。这些奇木异树，在阿里山上汇成一片绿色的海洋。山风劲吹时，山林如惊涛骇浪，发出轰天雷鸣，形成阿里山著名的万顷林涛。

阿里山森林铁路是全球三条登山铁路之一，全长72公里，这条铁路是100年前日本人修的，阿里山资源丰富，日本人修建阿里山铁路，是为搬运山上的木材。阿里山森林游乐区景点集中，步行半天就能看完。小火车、云海、日出、晚霞、森林是其五大看点。

在日本与大清帝国签订了《马关条约》将台湾、澎湖割让与日本之后，日本计划开发台湾的森林资源，于是派河合铈太郎到阿里山区进行调查。1900年（明治33年）时，台湾总督府交通局派遣技工勘查兴建阿里山铁路的可能性，三年后，开始配合森林开发选择铁道路线，然而因1904年（明治37年）日俄战争爆发而被迫搁置。1906年，大阪的合名会社藤田组获得经营权限，于是派人进驻以进行先期作业。到1908年，地处平原的嘉义=竹头崎（今竹崎）已完工。1909年，藤田组以工程困难，财力不济为由，由台湾总督府成立的官方机构“阿里山作业所”接手。1910年（明治43年），日本国会通过“阿里山森林开发官营案”，决定由官方兴建并管理此铁路。1912年（大正元年）12月，延伸至二万平段67.1公里长的铁路完工，1914年续往山上延伸至沼平（今阿里山旧站），至此主线完工。1915年（大正4年）再向上延伸至石猴，称为眠月线，到了1920年（大正9年） ，阿里山铁路正式载客。日本人修筑此森林铁路的主要目的，主要开采阿里山高价值性的珍贵林木，如桧木、云杉等，供台湾各地建造神社约超过200座，及运往日本国内提供为建材，如神社、温泉旅社的修建等，目 前日本很多传统建筑物所使用的桧木建材，很多都是来自当时的开采。经过几十年开采，阿里山珍贵林木几乎开采殆尽。

中华民国政府接收台湾后，森林铁路由农委会林务局的嘉义林管处管理。同时也开始将牵引动力从蒸汽转为柴油。1962年开行对号快车为柴油化的先河，1963年开行中兴号。1978年林场路停驶，部份路基移作新中横公路路基使用。1982年起，阿里山公路通车，严重影响阿里山林铁的业绩。1983年，眠月线开行蒸气机车，在当时铁道保存风气尚未兴盛时颇受瞩目。1986年，为杜绝野鸡车（未注册的游览车）向上山观日出的旅客漫天要价的情形，林务局封闭上祝山的道路，开辟新的铁路线，称为“祝山线”，此线是所有铁路中最为特殊者，因为它只搭载赏日出的游客上下山，时刻表是配合日出时间而开行（后来于中午有开行云海列车）。同年与日本静冈县的大井川铁道结为姐妹铁路。2013年4月20日，阿里山森林铁路与日本黑部峡谷铁道缔结姊妹铁路。

政府和民间企业“宏都阿里山公司”完成签约，这包含了的民间兴建营运后转移模式案（简称BOT）。2008年6月19日起，由台湾行政部门“农业委员会”林务局嘉义林区管理处森林铁道课主管、宏都阿里山公司经营。该合约包括了：

2008年6月19日至2010年3月22日间，曾以OT方式转由宏都阿里山公司接手经营。委外经营契约终止后，由嘉义林区管理处收回自管。经协商后，阿里山森林铁路自2013年5月1日起由台湾铁路管理局协助林务局营运，但产权仍属于林务局。2013年6月28日，台湾嘉义地方法院判决，由于宏都阿里山公司违约，宏都阿里山公司应无偿移转建于北门车站原址的丽星大饭店给林务局。

台湾阿里山登山铁路与小火车已有92年历史，整条铁路从海拔30米的嘉义市一直贯通到海拔2216米的阿里山站，坡度非常陡峭，是世界三大登山铁路之一。

这条铁路始建于1909年，当时是日本为了方便从阿里山搬运珍贵红桧而建。工程于1911年完工，从“嘉义”至“二万坪”全长66.6公里。后来随着森林开发的需要，又延伸至“阿里山”并逐渐增设支线。目 前小火车观光线路从嘉义北门站到阿里山站，大约72公里，小火车顺山势而上，沿途需经过桥梁77座，隧道50座。

阿里山登山铁路目 前使用的小火车名为“阿里山号”，运行全程需3小时15分。为解决爬陡坡问题，火车采用特殊的运行方式，即每爬行一段陡坡后，车头和车尾互换，用“之”字形前进。

在台湾，阿里山森林铁道曾数次被冠上一些耀眼却未证实的头衔。自1986年与大井川铁道缔结为姐妹铁路之后，诸如“世界三大登山铁道之一”等头衔开始陆续出现。 到了1990年，林务局森林育乐组重新定义“世界三大登山铁道”之后，连“世界三大仅存的登山铁道之一”此一头衔也开始出现在各大媒体，丝毫不知此说法有着考证不清的疑问存在。此类头衔的来源可能是“世界登山铁路三姊妹”之转化。

2002年，文建会完成世界遗产潜力点评选后，为了完成国际说帖，此类头衔的来源才正式引发质疑：2003年由台湾知名铁道学者苏昭旭率先提出更正，事实上，根本没有一个具足够国际公信力的单位曾公布或宣称阿里山森林铁路为三大仅存的登山铁道，而目 前仍在运行的山岳铁道仅计瑞士一地便至少有十七条。而无论是台湾媒体所指称的三大登山铁道中之另两条铁道（日本大井川铁道、瑞士BRB登山铁路），抑或是1993年7月8日由林务局森林育乐组公布三大说法（阿里山森林铁路、印度大吉岭喜马拉雅铁路及智利与阿根廷的安地斯山横贯铁路），三大登山铁路之头衔皆仅于台湾使用。

虽然此说业已被考证为误，但由于在台湾已长期使用，难以根除，目 前仍随处可见；包括日本铁道达人樱井宽所 著《下一站，到哪里？世界名列车之旅》一书中，仍存有此种说法。

阿里山小火车历史上发生过三起重大事故

●2001年12月23日，阿里山森林铁路祝山支线发生列车出轨事故，共有8名乘客受到轻伤。

●2002年5月19日，当时载有100多名游客的阿里山小火车，行经嘉义市后庄里一无栅栏平交道时，与一辆企图闯越平交道的小客车擦撞，仅1人轻伤但无大碍。

●2011年4月27日中午12时47分，因为1棵路树倒塌压到小火车，造成小火车4节车厢出轨翻覆，造成5人死亡。

嘉义林管处表示，庆祝森铁百岁大寿，将结合嘉义车库园区、北门车站、鹿麻产车站、竹崎车站、奋起湖车站及阿里山车站，规划一系列铁道历史展。

2018年1月18日至2月25日，阿里山森林铁路出轨4次，第四次出轨后，该线路本线宣布停驶，并计划至3月12日左右通车。停驶期间，台铁、台交通主管部门各自组成专案组调查评估。台铁负责人12日表示，专家评估后认为该线路有14处泥化问题，平交道枕木腐烂、弯道坡高不足，车辆降速行驶仍有风险，因此决定再停驶3个月。有森铁员工爆料指出，阿里山小火车的车轮从“林务局”时代即以焊补再车削的方式来削除车轮的磨耗。焊补可以让车轮不会“愈削愈薄”，节省成本，但是焊补的高温可能造成车轮材质变异，带来危险。

2021年12月22日，台“农委会”林务局长林华庆表示，阿里山铁路修复工程的最后一哩后，即42号隧道因2014年杜鹃台风重创而中断，修复进度超前约10％，预估2022年底可完工，2023年春暖花开时全线通车。

阿里山位于台湾中南部，开行上百年的森林小火车穿梭在阿里山茂密的森林和起伏的山峦中。搭乘小火车欣赏美景已经成为阿里山一道靓丽的名片，深受游客青睐。

阿里山森林铁道沿途经过热带、温带、寒带等四带，路程上的每一段景致与众不同，不仅可以体验阿里山『之』字型铁道奇景，也是一个可以观赏日出、云海、神木、花季、登山步道与怀旧的铁道。