位於北加州，被稱為「灣邊之城」的舊金山，由於地形十分特殊，不但夾在太平洋與舊金山灣，位於舊金山半島最頂端的舊金山市區，幾乎都是丘陵地形，也因此讓舊金山的都市發展，呈現出相當特別的面貌。
然而這樣的地形，就苦了當地的公共交通，由於市區依山傍海，房子沿著山勢而建，雖然景色怡人，但是道路坡度太陡，讓市區交通相當不便，也因此自19世紀初開始發展以來，舊金山當地便為了市區交通，傷透腦筋。
1848年展開的淘金潮，讓舊金山地區的人口暴增，數十萬人湧入當地，也讓市區擴增數倍。不過由於坡度過陡，路面電車及鐵道等運具，無法克服地形影響，因此當地交通卻只能依靠馬匹，不但效率差，也經常發生馬匹過度勞累而死亡。
這樣的狀況，讓來自英國的纜索鐵道工程師安德魯．史密斯．哈樂戴（Andrew Smith Hallidie）注意到。安德魯出身纜索鐵道世家，其父在倫敦經營纜索鐵道製造公司，因此自幼耳濡目染之下，也培養出對於鐵道系統的興趣。
1852年安德魯與父親一同前往加州的金礦工作，之後其父返回英國，但安德魯則持續留在美國，還利用自身的專業，設計不少礦場使用的機械與運輸系統。1857年安德魯辭去礦場的工作，來到舊金山定居，並參與橋樑與軌道等工程建設。
由於安德魯所設計的纜索鐵道頗受好評，因此被大量運用在礦場之中，也讓他獲得不少利益。1869年才33歲的他，看到不少馬匹載運貨物，為了爬上舊金山的陡坡，卻發生意外而死亡，因此開始思考設計規劃一套適合舊金山特殊地形的軌道系統。
安德魯所設計的系統在1873年完成，採用他所拿手的纜索鐵道，而且與一般單一纜索雙向運行的系統不同，安德魯設計的纜索鐵道，將動力系統集中在動力室統一提供，並拉動環形纜索，然後佈建軌道並在中間設置溝槽，將纜索設置於內，如此即可源源不絕的讓纜索不斷的運轉，讓列車能以時速15公里左右的速度前進。
使用的車輛則是木造輕量化的無動力單輛客車，運作時車掌只需將槓桿鉗柄夾住纜索，車輛即可隨著纜索移動，鬆開槓桿鉗柄並拉動煞車桿，就可讓車輛停車。一般來說，車輛在爬坡時，必須依靠纜索的力量，但下坡時車掌會將槓桿鉗柄放開，利用慣性向下衝，並以煞車桿減緩車速，因此操作車輛的車掌們，大多練就一身操控的工夫，而這也成了舊金山纜索鐵道的一大賣點。
這套規模龐大的系統，解決了當時民眾的交通需求，而且能夠不斷地擴大路網，因此一推出就受到舊金山當地的歡迎。1890年舊金山當地已有23條路線，長約85公里的路網，但1906年的舊金山大地震，不但摧毀了舊金山纜索鐵道系統，也損失了117輛車。
