超級高鐵，埃隆·馬斯克稱之為「第五種交通方式」。在埃隆·馬斯克的設想中，在舊金山和洛杉磯之間旅行的乘客將會坐在被稱為「膠囊」（capsule）或是「客艙」（pod）的旅行工具中，在一個封閉的管道中，以接近音速的速度旅行，半小時就可以在兩個城市間穿行，票價只要20美元。
如果論起創業的難度和所需資金，無論是航天器還是電動汽車，可能都不及埃隆·馬斯克最新提出的項目——超級高鐵，埃隆·馬斯克稱之為「第五種交通方式」。2013年8月12日，他正式公布了超級高鐵項目，並在網站上公布了一份長達57頁的項目計畫書。同時他也聲明，這是一份「開源設計」，他歡迎任何人在這個最初設計的基礎上提出疑問或修改意見。
超級高鐵項目所規劃的，是在美國加州的舊金山和洛杉磯兩座大城市間修建一段超級客運路線，超過當前客機的速度。
超級高鐵項目計畫書中描述的客艙(埃隆·馬斯克把「膠囊」和「客艙」兩個詞混用，描述同一樣東西)要小於火車車廂，乘客在其中保持一種半躺半坐的姿勢，這是為了縮小客艙的橫截面積，在運行中盡量減小空氣阻力。計畫中每個客艙可乘坐28個乘客，兩分鐘一班，每兩個運行中相鄰的客艙之間距離37公里。按照超級高鐵每天運行12個小時計算，這種交通工具每年單向可以運送740萬人，而票價只要20美元。
在這個項目計畫書的開頭，埃隆·馬斯克就在背景介紹中提到了剛獲得批准的「加州高速鐵路」項目，並且有意與之對比。他顯然認為超級高鐵項目在任何方面都遠遠優越於加州高速鐵路項目。埃隆·馬斯克認為，計畫耗資684億美元的加州高速鐵路將是「世界上每公里造價最高，並且是世界上最慢的子彈頭列車之一」。這段高速鐵路建成後，將以每小時260公里的速度運行，行程大約為2.5小時。在超級高鐵項目計畫書中，他還把目前在舊金山和洛杉磯之間的其他交通方式做了對比：如果搭乘飛機，飛行時間約為1小時15分鐘，要花費158美元；開汽車則需要用5個半小時，大約要花費115美元。如此看來，計畫僅耗資60億美元的超級高鐵項目，讓旅客可以只花費20美元，僅用半小時就可以在兩個城市間穿行，優越性實在太過明顯。人們目前更多關注的，是這個項目的可行性。
以接近音速的速度運行，傳統車輛使用的車輪因為與地面的摩擦力太大，肯定不適用於超級高鐵。在這種速度條件下，客艙需要盡量減少與周圍環境可能造成的一切摩擦。磁懸浮技術可以使客艙通過懸浮在空中，不直接與地面接觸而減少摩擦，但是磁懸浮技術的造價太過昂貴，不適合用於超級高鐵(上海的磁懸浮路線長約30公里，最高運行速度大約為每小時430公里)。超級高鐵項目計畫利用高壓「氣墊」，使運行中的客艙離開地面0.5毫米～1.3毫米，以這種方式盡量減少與地面的摩擦，達到接近音速的效果。
實際上，讓列車在一個充氣的「管道」中高速運行，並不是一個新奇的想法，至少這個概念在150年前就已經存在了。在20世紀70年代，美國蘭德公司的研究人員就曾經詳細設計了列車在管道中運行的計畫。到了20世紀90年代，麻省理工學院的研究者們也曾提出一個設想，讓列車在真空管道中運行，往返於紐約和波士頓之間，他們預計這樣的旅行只要45分鐘(這個只存在於計畫中的項目預計將耗資68億美元，與超級高鐵的計畫造價相仿)。
如果列車在真空中運行，就可以完全避免列車與空氣之間巨大的摩擦力，但是，製造一條接近真空的長達上百公里的管道，在工程技術上將是一個巨大難題，這種管道的造價也將是一個天價。萬一管道在某一個地方發生泄漏，則所有列車都必須停運，因此管道的維護費用也將非常昂貴。另外，在真空管道的兩端，必須利用氣泵不停地向外抽取空氣，這也必將消耗極高的能量。正因為如此，埃隆·馬斯克在超級高鐵項目的最初設計中，選擇了一個折中的方案，讓「膠囊」在低壓條件下運行，計畫在管道中的氣壓約為100帕斯卡，僅為火星氣壓的1/6(地球的標準大氣壓為101325帕斯卡，火星基準面氣壓大約為600帕斯卡)。這樣，一方面對於管道設計的要求和造價都不會太高，另一方面，「膠囊」在管道中運行的空氣阻力也會大大降低。儘管如此，這種氣壓條件對於管道的要求仍然非常高，而且管道兩端的抽氣泵仍將消耗大量的能量。
超級高鐵計畫種種特殊的設計，都是為了超高速的旅行考慮。因為列車在空氣中行駛時，它所受到的空氣阻力與速度的平方成正比，而它所需要的能量則與它速度的立方成正比。也就是說，一列火車要想將速度提高到原來的兩倍，那麼它受到的空氣阻力將會是此前的4倍，而它所需要的能量則將是此前的8倍。如此算來，速度遠超普通火車，甚至是子彈頭火車，將以接近音速運行的超級高鐵中的客艙，它所受的空氣阻力和所需要的動力都將遠遠超過普通火車，所以無論是在減少阻力還是能量的來源方面，都需要更加特殊的考量和設計。
超級高鐵項目還有一個特殊設計，就是在每個客艙的頭部，都會有一個裝置用來吸收客艙前方的空氣，進一步減少空氣阻力，然後再把吸收的空氣排到客艙的兩側和底部，形成高壓氣墊。即使在極低的氣壓下，空氣阻力仍然會是一個很大的問題，如果不能處理客艙前方的空氣，那麼在管道中運行的客艙將類似於一個注射器，不得不推動管道內的空氣。為了避免這種情況發生，一方面客艙需要不停抽取前方的空氣，排放到下面形成高壓氣墊；另一方面，管道的橫截面積也需要遠大於客艙的橫截面積。這樣的設計形式同樣也需要耗費大量的能量。按照構想，這些能量將來自於安裝在客艙尾部的電池，這種電池與目前特斯拉Model S電動車所使用的電池組相同。
在超級高鐵項目的計畫中，在管道內運行的客艙，雖然速度極快，畢竟還沒有產生「相對論效應」，可以應用牛頓力學進行一些基本計算。在這種速度條件下，它的運行路線將不可能有太多太急的轉彎。在正常行駛時，客艙的轉彎半徑將達到大約64公里，這就意味著舊金山和洛杉磯之間的旅行路線必須盡量保持為一條直線。為了擺脫地形的限制，同時也讓管道在地震發生時不至於嚴重受損，計畫中的管道將建在高架塔上，在這條路線中，每隔30米將架設一個支撐管道的高架塔。
對於超級高鐵項目來說，最重要的一個問題在於它所需要的能量從何而來。對此，埃隆·馬斯克給出的答案是，將完全依靠太陽能。在管道內部，每隔100公里，將通過設置的磁性線性加速器來加速客艙，而線性加速器所需要的能量將完全由安裝在管道上方的太陽能板提供，只有在天氣情況不好，無法收集到足夠太陽能的時候才需要使用電池。
埃隆·馬斯克解釋說，在1500公里以內，像是舊金山和洛杉磯這樣距離的兩個城市之間，最適合使用超級高鐵這一交通方式，而對於距離更遠的兩座城市，超音速飛機可能是更好的選擇。在這份項目計畫書中，他把超級高鐵的設計又分為兩種情況，一種是只運送旅客，另一種是同時運送旅客和貨物。但是，很多人也注意到，埃隆·馬斯克從來沒有大規模運輸的設計和製造經驗，而且對於這個迅速吸引了全世界關注的超級計畫，也還沒有哪怕是1公里的模型建造出來，還處於真正的「紙上談兵」階段。對於這份57頁的「開源設計」計畫書，從計算和得出的數字看，並沒有太大的問題。在理論上這樣的一種超高速的交通工具確實有可能實現，但人們更關注的則是項目的實際造價和實際操作的可能性，還有其潛在的安全問題。
先不去考慮建造管道的技術性問題，即使是在天氣好的情況下，僅來自太陽能的電量是否夠用？60億美元的資金是否夠用？根據專家分析，這兩者可能都不夠用。雖然根據計算，在理想狀態下運行中的客艙受到的空氣阻力可能只是在海平面標準大氣壓下受到阻力的1/1000，當它以每小時1130公里的速度行駛時只需要100千瓦的能量，客艙的總質量3100千克，所需要的牽引力只有320牛頓(類似於提起一個大旅行箱)。但是這樣的運輸方式所需要的能量可能仍然不能由太陽能完全滿足，在管道兩端負責抽氣的氣泵就需要大量的能量。
資金方面的問題同樣顯著，超級高鐵項目計畫花費60億美元，雖然只有加州高速鐵路計畫預計資金的1/10，但也已經超過了埃隆·馬斯克此前所有項目花費的總和，而且人們預計它的實際花銷可能遠不止這個數字。在超級高鐵計畫中，最昂貴之處並不在於客艙和站台的建設，而是高封閉的運行管道的建設費用。還有一個重要問題在於，根據規劃，超級高鐵項目的管道將穿過大量的公共用地和私人用地，雖然這個線路全部都在加州境內，可以省去很多法律問題，但這仍是一個大難題，而且在項目計