Een hogesnelheidslijn, afgekort als hsl, is een spoorweg geschikt voor hogesnelheidstreinen en, over het algemeen, geschikt is voor snelheden vanaf 250 km/h. Deze spoorlijnen hebben grotere boogstralen dan andere. De hellingpercentages kunnen hoger zijn, tot zo'n 4%, doordat zware goederentreinen geen gebruik maken van deze spoorbanen. Er zijn ook minder drukke hogesnelheidslijnen die gebouwd zijn voor zowel trage goederentreinen als hogesnelheidstreinen. Deze spoorlijnen hebben dan lage hellingpercentages en weinig verkanting. Een goed voorbeeld hiervan is de hsl Perpignan – Barcelona, waarop ook goederentreinen rijden. Passagierstreinen rijden voornamelijk overdag en goederentreinen 's nachts om te voorkomen dat beide treinsoorten elkaar in de weg zitten.
In principe gaat het om nieuw aangelegde lijnen; maar vaak rijden hogesnelheidstreinen ook op aangepaste bestaande lijnen die opgewaardeerd zijn naar baanvaksnelheden van 200 tot 230 km/h.
Meestal maken alleen hogesnelheidstreinen gebruik van hogesnelheidslijnen. Soms, zoals op de hogesnelheidslijn Schiphol - Antwerpen tussen Amsterdam, Rotterdam en Breda en tussen Noorderkempen en Antwerpen, en op HSL 2 tussen Leuven en Luik, rijden er reguliere intercitytreinen en lichte goederentreinen over deze lijnen.