Tải trọng các tàu hỏa hiện nay đều rất lớn, để chịu nổi áp lực do các toa tàu có tải trọng rất lớn gây ra thì mặt trên của thanh ray phải có độ rộng và độ dày nhất định; để nâng cao tính ổn định của thanh ray thì mặt dưới của thanh ray cũng phải có độ rộng nhất định, để thích ứng với bánh có gờ, thì thanh ray lại cân có độ cao nhất định. Thanh ray hình chữ I đã đáp ứng được ba yêu cầu nói trên. Còn xét từ quan điểm sức bền vật liệu thì loại ray có hình dạng đó có sức bền cao nhất, lại lợi dụng được vật liệu thép một cách đầy đủ hợp lý nhất, vì thế mặt cắt hình chữ được chọn là mặt cắt tốt nhất của thanh ray.
Thanh ray hình chữ I đã được dùng trong đường sắt trên 100 năm, ngoài việc để thích ứng với tải trọng đoàn tàu ngày càng tăng và tốc độ tàu hỏa được nâng cao mà tăng thêm độ lớn mặt cắt của thanh ray và cải tiến thiết kế các bộ phận nhỏ ra, thì hình dáng của thanh ray hầu như không có nghĩa là nói hình đáng thanh ray vĩnh viễn không thay đổi. Nhiều năm nay luôn luôn có người nghiên cứu về mặt này, hi vọng tìm được hình dáng thanh ray càng hợp lý mà giá thành lại kinh tế hơn.