Von Nürnberg bis Neuenmarkt wurde die Ludwig-Süd-Nord-Bahn nach dem Vorbild von bereits in England gebauten Bahnen trassiert. Es gab maximal einen Meter Steigung auf 200 Metern Streckenlänge und der kleinste Gleisradius betrug 3.000 Fuß, das sind 876 Meter. Dem setzte der Anstieg vom Maintal zur Münchberger Hochfläche jedoch natürliche Grenzen. Um die genau 157,7 Höhenmeter zwischen Neuenmarkt und Marktschorgast bewältigen zu können, wurden mehrere Lösungen diskutiert: zum Beispiel der Pferdebetrieb. Viele Pferde hätten dann die Wagen einzeln den Berg hochgezogen. Eine andere, technikbetonte Idee war die „atmosphärische Bahn“. Hierbei sollten Kolben in einer Unterdruckröhre die Wagen ziehen. Oder ein Seilzug, angetrieben von ortsfesten Dampfmaschinen. Man entschied sich für Letzteres. Sechs stationäre Dampfmaschinen sollten die Züge über drei geradlinige, konstant geneigte Rampen hochziehen und gebremst bergab lassen. Diese drei schiefen Ebenen lagen in verschiedenen Richtungen. Wie sollten Züge diese wechseln? Seilzüge in Gleisbögen waren – zu damaliger Zeit – nicht möglich. Daher haben waagerechte Gleisbögen die Rampen verbunden.
Die Bezeichnung Schiefe Ebene hat sich als Name verselbstständigt. Alle folgenden Bergstrecken wurden nach geografischen Namen getauft: etwa Semmering, Geislinger Steige, Frankenwald- oder Gotthardbahn.
Anfang 1842 begann die Detailplanung. Um Kosten zu sparen, suchte man jedoch zugleich nach technisch einfacheren Lösungen. Fündig wurde man in Amerika: Dort gab es inzwischen Lokomotiven mit beweglichen Drehgestellen und gekuppelten Antriebsrädern. Sie konnten auch enge Kurven und starke Steigungen befahren. Eine gute Lösung auch für den Steilhang hier. Denn König Ludwig I. hatte im März 1842 „in landesväterlicher Fürsorge für die möglichste Vollkommenheit dieser Eisenbahnlinie zu genehmigen geruht“, diese durchgehend mit Dampflokomotiven zu betreiben. Also schlug die Königliche Eisenbahnbau-Commission eine Streckenführung nach „amerikanischem System“ mit „gleichmäßig verteiltem Gefälle“ vor. Diese genau 5,3 Kilometer lange, bis heute erhaltene Bergstrecke ist konstant 1:40 geneigt und hat Bögen von minimal 403 Metern Radius. Sie wurde Vorbild für alle später in Europa gebauten Gebirgsbahnen. Bereits zu ihren Glanzzeiten war sie in aller Munde und galt als der Inbegriff einer harmonischen Kombination von Technik und Natur – und sie prägt diese einzigartige Kulturlandschaft noch heute.
