Az első villamos 1881-ben Werner von Siemens tervei alapján indult, s a cég a sikeren felbuzdulva tovább kísérletezett. Az eredmény a trolibusz, a villamos energiával meghajtott közúti jármű lett, amely áramszedők segítségével kapcsolódik a mozgásához szükséges energiát biztosító felső vezetékhez. A találmány életképesnek bizonyult, s napjainkban is a nagyvárosi tömegközlekedés fontos eleme.
Az első trolibuszt 1882. április 27-én mutatták be a nyilvánosságnak, a jármű két felső vezeték mentén indult el a Berlin közelében fekvő Halensee 540 méteres próbapályáján. A Siemens-féle „Elektromote” azt bizonyította, hogy a villamos járművek el tudnak szakadni a lóvasúti sínektől. A felső vezetékkel való kapcsolatot a korai trolibuszoknál ún. kontaktkocsival oldották meg: magán a felső vezetéken futott egy görgős kiskocsi, amelyet vezeték kötött össze a jármű motorjával, s e görgős kiskocsi nevéből (trolley-futómacska) származik a trolibusz elnevezés is.
Sztálin 70. születésnapján indult újra a fővárosi troli közelekdés
Később megjelentek az egy- és a kétrudas áramszedőt használó rendszerek, majd az 1920-as évektől a kétrudas, ún. Schiemann-rendszer vált általánossá. (Az utolsó egyrudas áramszedőjű troli Norvégiában közlekedett 1967-ig.) A trolik vezetését sokáig két ember végezte: a segédvezető a vezetéket irányította, míg a kocsivezetőnek az volt a feladata, hogy kormányozza a járművet.
A nem mindennapi jármű igazán csak az autóbusz megjelenése után, a harmincas évektől jutott érdemleges szerephez. Ekkor világszerte a villamosvágányok felújítása helyett inkább trolikat üzemeltettek a meglévő villamos felső vezetékek és áramátalakítók felhasználásával. Magyarországon az első trolibuszok a múlt század első évtizedében jelentek meg Poprád és Ótátrafüred között, majd Nagyszebenben és a Pozsony-Vaskutacska vonalon.
Budapesten 1933-tól járt trolibusz a Vörösvári út és az Óbudai temető között. A 2,7 kilométeres óbudai járatnak 1944 szeptemberében Budapest ostroma vetett véget. A trolibusz-közlekedés újjászervezésére 1949-ben került sor a pesti oldal belvárosi utcáiban, az első járat Sztálin 70. születésnapján indult, ezért kezdődik a vonalak számozása ma is 70-nel.
Az 1960-as évek elején az első járműcsere esedékessé válásakor a trolihálózat fokozatos leépítését fontolgatták, hiszen az akkori alacsony olajár az autóbuszokat helyezte előtérbe. A mérleg nyelve az 1970-es évek olajválságai következtében újból a trolik irányába billent, ezek felhasználását csendesebb, környezetbarát üzemmódjuk is indokolta, ami egyre hangsúlyosabb szempont lett. Budapesten az 1970-es évek végén volt az utolsó nagyobb hálózatbővítés, a szegedi troli 1979-ben, a debreceni pedig 1985-ben indult.
Léteznek ugynevezett duó buszok, amelyek képesek elhagyni a vezetékes pályát
A trolik üzemeltetése bizonyos járatsűrűség felett gazdaságosabb a buszokénál, a telepítés és az új járművek beszerzése mindazonáltal nagy beruházást igényel. A technikai fejlesztés sem rekedt meg, a cél az, hogy az elektromos árammal működő trolibuszt részlegesen fel lehessen szabadítani felső vezetékhez kötöttségétől. Ilyen a római filobus (mint ún. részben önjáró elektromos jármű), vagy a franciaországi Nancyban és egyes dél-amerikai városokban közlekedő, részben kötött pályás trolik, amelyek kötött pályán és a közúti forgalomban önállóan is részt tudnak venni.
Léteznek már optikai nyomvezetéses trolibuszok is, amelyeknél a jármű orrára szerelt kamera a kettős csíkokat követi, így a járművezetőnek nem kell kormányoznia.
Forgalomban vannak (pl. Debrecenben is) ún. duóbuszok, amelyek kétfajta motorral (dízel és villany) működnek, így korlátozás nélkül és nagyobb sebességgel képesek a felső vezetéktől megszabadulva közlekedni. Az önjárás tökéletesítésére máshol kisméretű benzinmotort vagy akkumulátorokat építettek be aggregátként, Kínában pedig szuperkondenzátorok alkalmazásával kísérleteznek.
