Jest to konstrukcja z wysokimi wzniesieniami, stromymi spadkami i gwałtownymi zakrętami, po której poruszają się pociągi z pasażerami. Jazda taką kolejką: szybko następujące po sobie zmiany grawitacji (przeciążenie i nieważkość) – dostarcza uczestnikom silnych wrażeń powodowanych m.in. nimi zaburzeniami błędnika.
Początków kolejki trzeba poszukać w carskiej Rosji. Zimą budowano tam lodowe rynny, którymi zjeżdżano na specjalnych sankach – takie trochę dzisiejsze tory bobslejowe.
Na początku XVIII wieku budowano kolejne, coraz lepsze wersje zjazdów. Żeby nie być uzależnionym od pory roku, następnym krokiem było wprowadzenie rynien drewnianych, po których zjeżdżały sanki z kołami.
Pierwsza pętla została zbudowana prawdopodobnie w 1864 roku w Paryżu. Pierwszą kolejkę, która poruszała się po zamkniętym torze, zaprojektował w roku 1884 amerykański wynalazca Phillip Hinkle. On też wprowadził łańcuch wyciągowy. Kolejki te były wówczas budowane z drewna. Do dziś istnieją nieliczne funkcjonujące drewniane kolejki – np. w Santa Cruz w Kalifornii.
Dopiero w 1959 roku w parku Disneyland zapoczątkowano erę kolejek stalowych. Wykonywano je ze stalowych rur, które – w przeciwieństwie do drewna – mogły być gięte we wszystkich kierunkach. Od tej pory zaczęło się ulepszanie już istniejących modeli, lub tworzenie całkiem nowych.
Wprowadzenie nowoczesnych materiałów i komputerowego projektowania doprowadziło do powstania stalowych i kompozytowych torów, umożliwiających osiąganie dużych szybkości. W maju 2005 roku w parku Six Flags Great Adventure (Jackson, New Jersey, USA) otwarto kolejkę Kingda Ka, która osiąga prędkość 206 km/h w ciągu 3,5 sekundy (napęd hydrauliczny) oraz wysokość 139 metrów.
Niezależnie od wykorzystanych materiałów do budowy kolejki, większość z nich napędzana jest tylko i wyłącznie siłą grawitacji. Pociąg za pomocą specjalnego łańcucha wciągany jest na szczyt pierwszego wzniesienia, które jest jednocześnie najwyższe ze wszystkich. Każde następne wzniesienie musi być niższe od poprzedniego, ponieważ pociąg traci część energii wskutek tarcia i oporu powietrza.
Oprócz wzniesień i spadków kolejka może zawierać bardziej wymyślne elementy – np. korkociąg czy pętla, ale pociąg i tak nie wypadnie z toru, ponieważ wagony przyczepione są do niego za pomocą kół z góry, z dołu oraz z boku szyny. Aby zmniejszyć tarcie, nie wszystkie koła jednocześnie dotykają szyny. Jeśli pociąg nie jest „do góry nogami”, to do szyny dociśnięte są koła górne i boczne. Gdy pociąg jest „do góry nogami”, to dociśnięte są koła dolne i boczne. Czasem, gdy pociąg znajdzie się w stanie nieważkości, żadne z kół nie dotyka szyn.Oprócz wciągarek łańcuchowych, obecnie instaluje się również napęd elektromagnetyczny, hydrauliczny, lub napęd na sprężone powietrze.
Nad bezpieczeństwem użytkowników czuwają obecnie specjalne systemy komputerowe, które sterują pracą kolejki. Od operatora wymaga się tylko ustalenia momentu odjazdu pociągu ze stacji, uruchomienia łańcucha wyciągowego, otwarcia i zamknięcia zabezpieczeń oraz, ewentualnie, awaryjnego zatrzymania pociągu – które może wykonać także komputer.
Trzeba jednak pamiętać, że nie wolno wsiadać do kolejki żując gumę (możliwość udławienia się), a także z ciężkimi przedmiotami (przedmiot wypadając może kogoś zranić), w okularach, itp. Do kolejki nie powinny wsiadać osoby z chorobami serca, błędnika oraz kręgosłupa (zwłaszcza szyjnego), oraz pod wpływem alkoholu lub narkotyków.
Najwyższa kolejka w Polsce ma niecałe 15 metrów wysokości i osiąga prędkość około 55 km/h.