Za pierwszy trolejbus można uznać uruchomiony w 1882 w Berlinie Elektromote. Kolejne konstrukcje były naturalnym kompromisem pomiędzy transportem opartym na sieci elektrycznej (tramwajami) a zbiorową komunikacją opartą o autobusy, wówczas napędzane relatywnie słabymi silnikami benzynowymi. Pierwsza linia trolejbusowa z regularnymi przewozami pasażerskimi w Polsce o długości 2,2 km została uruchomiona w 1930 roku w Poznaniu. Tamże trolejbusy przy zjeździe do zajezdni korzystały z przewodu tramwajowego (jeden odbierak ślizgał się po nim, a specjalny - dolny - po szynie jako przewodzie powrotnym). W okresie międzywojennym w szeregu miast Ameryki Północnej i w Wielkiej Brytanii dokonywano konwersji linii tramwajowych na trolejbusowe, dzięki czemu firmy eksploatujące sieci komunikacyjne ograniczały koszty utrzymania specyficznej dla trakcji infrastruktury szynowej (jezdnie miejskie były utrzymywane przez miasta). W latach 50. XX wieku rozwój autobusów z napędem spalinowym i obniżka cen paliw ropopochodnych przyczyniła się do upadku wielu sieci trolejbusowych i zastąpieniu ich autobusami. Obecnie ze względu na konieczność ograniczenia szkodliwej emisji i możliwość pozyskiwania energii elektrycznej z czystych źródeł trolejbusy przeżywają renesans.

Można argumentować, że w wielu miejscach pospieszono się z likwidacją linii trolejbusowych (w Polsce były były w miastach: Dębica, Gorzów Wlkp, Jelenia Góra, Legnica, Olsztyn, Poznań, Słupsk, Wałbrzych, Warszawa, Wrocław) , ale trochę ich zostało i sprawują się nieźle. W Polsce są w trzech miastach: Gdyni, Lublinie i Tychach.

W centrach europejskich miast np w Genui budują trakcję trolejbusową,  mającą zastąpić dymiące spalinami autobusy.
Sporo trolejbusów jest w Rosji i krajach byłego ZSRR.
W surowym zimnym klimacie trolejbus spisuje się lepiej niż autobus i tramwaj - patrz http://www.amberway.pl/amberwaynews/amberwaynews6.pdf

Zalety

• Trolejbusy mają dużo większe przyspieszenie niż autobusy, a średnia prędkość przejazdu od pętli do pętli w terenie miejskim jest wyższa niż w przypadku autobusu.
• Podczas ruszania zużywają wielokrotnie mniej energii niż autobus.
• Praktycznie nie emituje zanieczyszczeń.
• Koszt budowy infrastruktury jest niższy niż w przypadku tramwajów wobec braku szyn.
• Trolejbusy mają lepszą od tramwajów przyczepność, dzięki czemu mogą gwałtowniej przyspieszać i hamować, co zmniejsza prawdopodobieństwo kolizji. Charakteryzują się także większą zdolnością pokonywania wzniesień.
• Nowoczesne trolejbusy posiadają możliwość zwracania energii elektrycznej z powrotem do sieci trakcyjnej podczas hamowania co ogromnie wpływa na zużycie energii elektrycznej podczas jazdy w warunkach miejskich. Przykładem takiego pojazdu jest Jelcz M121E, Solaris Trollino 12 i 12AC.
• Trolejbus ma zazwyczaj cichszy bieg od tramwaju dzięki tłumieniu odgłosów jazdy przez opony.
• Ponieważ trolejbus nie jeździ po szynach, jest bardziej mobilny w ruchu niż tramwaje (możliwe ominięcie przeszkody na torze jazdy, ograniczone jednak do ok. 2–3 metrów dopuszczalnym wychyłem pałąków, problem znika przy dodatkowym zasilaniu pojazdu).

Wady

• Ponieważ trolejbusy nie jeżdżą po szynach, istnieje możliwość "zgubienia pałąków", czyli oderwania się odbieraków prądu od sieci trakcyjnej. Jest to dość częste i uciążliwe zjawisko, szczególnie w przypadku starej sieci trakcyjnej, która nie ma prowadnic na zakrętach. Druty załamują się w tych miejscach, co powoduje niebezpieczne kołysanie się pałąków. Przy zbyt dużej prędkości może to spowodować ich opadnięcie. Jest to uciążliwe zjawisko, dlatego większość miast wymienia sieć trakcyjną – szczególnie na skrzyżowaniach i rondach.
• Napowietrzna sieć trakcyjna jest bardziej skomplikowana niż tramwajowa, posiada bowiem dwa przewody jezdne, co wymusza wprowadzenie zwrotnic.
• Koszt budowy trakcji, chyba że  trakcja wykorzystuje głównie słupy  lamp ulicznych (nie zajmuje także dodatkowego miejsca )
• Niemożność wzajemnego wyprzedzania się trolejbusów (np. stojących na jednym przystanku). Ograniczenie wynika z korzystania z tej samej trakcji.
• Trolejbusy mają takie same prawa na ulicy jak autobusy, przez co tak jak one tkwią w korkach.
• Przy ruszaniu starszych trolejbusów odczuwalne jest dość uciążliwe szarpanie. Często, również w starszych modelach, gdy kierowca zdejmie nogę z przyspieszacza (pedał gazu) występuje bardzo silne szarpnięcie spowodowane odłączeniem zasilania od silnika. W trolejbusach z napędem sterowanym elektronicznie (IGBT) problemy te nie występują.
• Są ograniczone zasięgiem sieci trakcyjnej. Istnieją jednak tzw. duobusy, które mogą być napędzane silnikami Diesla lub akumulatorami, dzięki czemu mogą wjeżdżać w obszary, gdzie sieć trakcyjna z różnych przyczyn nie może zostać rozwieszona. Przeprowadzano również próby użycia superkondensatorów do zasilania trolejbusów poza siecią trakcyjną.