新幹線の先頭形状が独特の長く尖った流線形（通称「鼻」や「ノーズ」）になっている理由は、主に空気抵抗の低減とトンネル微気圧波対策にあります。高速で走行する新幹線は空気抵抗が大きな問題で、先端を尖らせて空気の流れを滑らかにすることで抵抗を減らし、エネルギー効率を高めています。また、トンネル通過時に生じる爆発音のような騒音（トンネル微気圧波）を抑えるため、先頭部の「鼻」を長くして断面積を徐々に拡大させる特殊な形状を採用しています。この形状によりトンネル内の圧縮空気が穏やかに排出され、騒音被害を軽減しています。500系など高速化を目指した車両では、先端部長さが車両全長の大きな割合を占める設計がなされ、さらには運転台形状も航空機の操縦席のようなキャノピー型になっています。近年はスーパーコンピュータや風洞実験による解析で最適化され、エアロストリーム型やエアロ・ダブルウィング型などの複雑かつ高度な先頭形状が開発され、性能と利用空間のバランスをとっています。これらの形状は0系から最新のN700S系まで進化し続けています.