1912年12月，台湾岛嘉义至二万平间铁路本线筑成，翌年，进入营业的实验阶段。1914年，阿里山登山铁路延长到“沼の平”（今阿里山旧站），登山林业铁路全线完成，全长72公里。
　　森林铁路以蒸汽机的动力，牵动火车爬山，全程有两段工程特别浩大，一处是由竹崎站到独立山站段，铁路围绕着山头，成螺旋形，火车循着铁路，时进时退，盘旋而上。另一处在十字路站到阿里山站，随着山势，铁轨作“之”字形，每当火车前进到“之”字形的转弯处时，便需向后退，然后再爬上另一段。
　　蒸汽小火车是由美国莱玛公司制造，行驶于阿里山铁路平地线与山地线的车型分为两种：18吨级行驶于平地线。28吨级行驶于山地线，被火车迷昵称为“黑头仔”的蒸汽小火车，在第二次世界大战后停产。
　　阿里山铁路由于当年的蒸汽机无法爬坡，因此由日本人研究出伞型齿轮直立汽缸式，用这种汽缸的小火车，时速只有25公里，在遇6%的坡度时，则以每小时9公里的速度前进，这是世界仅有的伞型直立式汽缸蒸汽火车头。