交通信号灯对于交通行车的安全作用不言而喻，红灯停绿灯行，交通信号灯也被人们俗称为“红绿灯”。
红绿灯的诞生最早可以追溯到19世纪初，在英国的中部约克城，女性着红、绿两种颜色的衣服区分身份：红装代表已婚，绿装表示未婚。由于当时英国伦敦威斯敏斯特议会大楼前常有马车轧人事故发生，受女性红、绿装启发，英国铁路信号灯工程师J. P. Knight提出了设计带有红、绿两种颜色交通信号灯的想法。
该想法很快得到实现，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生。这盏信号灯是煤气灯，灯柱高7米，顶端挂着一红一绿两盏提灯。
这款煤气交通信号灯需要靠人力来操作，信号灯中心装上煤气灯罩，由两块红、绿玻璃交替遮挡，值班的警察需要牵动皮带转换不同颜色的灯。然而这第一盏煤气交通信号灯在面世20多天后就发生了爆炸，当日值勤的警察因此殉职，交通信号灯也被取缔。
直到1914年，美国俄亥俄州克利夫兰市才重新出现了红绿灯。
1914年8月5日，美国交通信号灯公司在盐湖城警官Lester Wire发明基础上进行了改进，制作了一套电力信号灯系统，这是人类历史上第一套投入使用的电力信号灯系统。这第一盏电力信号灯被放置在克利夫兰市欧几里得大道东105街的路口，只有红、绿两种颜色，在灯切换之前蜂鸣器会先警告。随后美国纽约、芝加哥等城市，也相继采用了这种交通信号灯。
红、绿、黄三色是最适合用作信号警示的颜色。而红绿信号灯怎么会变成现在人们熟悉的红绿黄三色信号灯的呢？有一种说法是源于中国人胡汝鼎。胡汝鼎早年留学美国康奈尔大学、麻省理工学院，1925年在爱迪生任董事长的通用电气公司与麻省理工学院合办的一个班内学习，是爱迪生的学生。
胡汝鼎在美国通用电器公司任职员时，有一次在十字路口等绿灯，当绿灯快开启时，一辆急驶而过的汽车擦身而过，他心悸之余想到在红绿灯中间再加上一个黄色信号灯，这一提议也得到了美国政府的肯定与支持，黄色信号灯继而推广到全世界。
不过这种说法并不十分可靠，因为早在1918年，纽约市已经出现了第一盏红、黄、绿三色灯——它是三色圆形四面投影器，安装在纽约市五号街的一座高塔上。1920年，美国底特律的警官William Potts也研制出了持有专利的带有黄灯的三色、四方向信号灯。此后多个交通灯发明专利中也有黄灯。不过可以肯定的一点是，胡汝鼎确实大力推广了三色信号灯。
红、绿、黄三色是最适合用作信号警示的颜色，这与人们的视觉结构和心理反应有关。人的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞，杆状细胞对黄色的光特别敏感，三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。因此，人类最容易分辨红色与绿色。虽然黄色与蓝色也容易分辨，但因为眼球对蓝光敏感的感光细胞较少，所以还是以红、绿色为佳。在心理反应上，给人感触最强烈的当属红色，其次为黄色，绿色属于冷色系，有平静之效。所以人们约定俗成地以红色代表禁止，黄色代表警示，绿色代表安全。
1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种颜色信号灯的含义作了规定。其中，黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但当车辆已十分接近停车线而不能安全停车时，可以进入交叉路口。此后，这一规定在全世界开始通用。
1940年上海租界街头的交通岗亭和交通警察。中国最早的红绿灯出现在上海的英租界。有资料显示，1923年，上海公共租界就开始在部分十字路口使用机械装置指示车辆停止和前进。同年4月13日，上海南京路安装了两处红绿信号灯。