フリーゲージトレインは、軌間（線路の幅、ゲージともいう）が異なる区間を直通させるため、独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構（鉄道・運輸機構）の主導で開発している車両で、車輪の左右幅を軌間に合わせて自動的に変換する仕組みを持っています。
このフリーゲージトレインは、標準軌（1435mm）の新幹線と狭軌（1067mm）の在来線の直通運転を念頭に開発され、2022年度中の暫定開業が予定されている九州新幹線西九州ルート（博多～武雄温泉～長崎間）などへの導入を視野に試験走行を行なっていますが、実用化のめどは立っていません。
近鉄では、軌間が異なる路線を吸収して成立している経緯があることから、特急の運行系統によっては乗換えが必要となるケースがあります。
それが、標準軌（1435mm）の京都線（京都～大和西大寺間）・橿原線（大和西大寺～橿原神宮前間）と狭軌（1067mm）の吉野線（橿原神宮前～吉野間）で、大阪方面からは1067mmの南大阪線を経由して吉野まで直通する特急が運行されているが、京都方面からの場合は、橿原神宮前駅で乗換えが必要です。
橿原神宮前駅には台車交換の設備があり、南大阪線車両が五位堂駅（大阪線、奈良県香芝市）に隣接する車両工場に検査で入出場する際、橿原神宮前駅で台車交換をしていますが、モーター付き台車が外されるので、橿原線・大阪線では牽引されての運転で、ブレーキだけが作動するようになります。
近鉄では、かねてから京都方面から吉野線への直通を実現するべく、軌間の統一や三線軌条化などを模索してきたが、フリーゲージトレインによる直通が実現すれば、近鉄の特急ネットワークにおいて、全路線で直通が可能になるだけに「お客さま利便の向上、ひいては当社のネットワークの価値向上につながります」として、京都線・橿原線～吉野線の直通を視野に、フリーゲージトレインの開発を進めていくことになりました。
近鉄は、過去に大阪線（大阪上本町～伊勢中川間）・山田線（伊勢中川～宇治山田間）と名古屋線（近鉄名古屋～伊勢中川間）でゲージが異なり、名阪特急・名伊特急は伊勢中川駅で乗り換える必要がありましたが、1959年に名古屋線が狭軌から大阪線・山田線と同じ標準軌に改軌され、直通運転になって乗り換えがなくなりました。
名古屋線は同年の伊勢湾台風で被災しましたが、復旧工事と同時に改軌されました。
フリーゲージトレインはスペインの客車「タルゴ」で実用化されています。
「タルゴ」はもともと、日本の新幹線よりもゲージの広い広軌（1668mm）だがカーブが多いスペインの鉄道で高速化を図るために開発されました。
構造は１両の長さが約11mと短く、連結部分に１軸台車を設置した１軸連接方式で、台車の支持位置が高く、カーブで車体を傾けて高速運転が可能になりました。
この台車は左右の車輪を車軸で連結しない独立車輪台車で、そのために軌間変更機構の追加が容易にできました。
軌間変更レールを低速で走行中に車輪が横に移動します。
この軌間変更機構を駆使して、標準軌のスペイン高速鉄道AVEへの直通運転、フランスやスイス、イタリアへの国際列車が運転されています。