铁胆火车侠故事的主人公一边是中学生哲雪和米娜娅，一边是以博士号为首的希望号、阳光号等铁胆火车侠。这些火车侠平时每天都各自飞驰在日本各地的高速铁路线上，运送着来来往往的旅客。可是，一个以快速魔头号为首的黑暗军团却处处专门与他们作对。这些坏蛋想尽了各种方法，比如搬错铁路的道岔、发明吸收火车侠能量的装置，以破坏火车侠为手段，达到突出自己的目的。这部动画片故事幽默，情节紧张，画面处理得极为精致，富有立体感，深受广大少年观众的喜爱。
希望号：希望号是日本TOMY公司摄制的动画片《铁胆火车侠》中的主人公之一。武器是光能手刃（后经星星-21号改装成为飞天光刃）、太阳盾（后经博士号改装成为太阳盾）、陨石遮护板（又名星光盾）。
阳光号：由100系新干线变身而来的阳光号是值得信赖的铁胆火车侠队长，责任感很强，办事重视规则。经常因为一个人背负太多的事劳累过度而倒下。武器是“闪光链”和“光盾”，必杀技是“フラッシュリング/Flash Ring”。原型列车为JR东海100系列车。
窥探号：是铁胆火车侠基地的操作人员，300X博士的直属助手，原型是新干线高速实验车WIN350。拥有能够预知未来的能力，不过并不能预知全部。性格认真直爽，宽宏大量，但也有一些轻浮，同时对预料不到的事情也会有惊慌失措的时候。118话时九州支部为了研究窥探号预知未来的能力邀其前去，却因为同乘的米娜娅提出了许多无理要求而迟到，受到了300X博士的斥责。不过也因此救出了即将被火车撞到的小孩子。武器是半月刀和未来之盾“万能盾”，因为不是战斗人员的关系，在动画中未曾使用。
力神号：喜欢夸耀力量的铁胆火车侠，有着豪爽的性格。因为与E4在同样的地区运行，因此常常碰在一起。武器是“能量锤”和“大地盾”。原型列车为JR东日本东北新干线E1系电车。
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