Первый светофор был установлен 10 декабря 1868 года в Лондоне возле здания Британского парламента.
Его изобретатель - Дж. П. Найт - был специалистом по железнодорожным семафорам. Светофор управлялся вручную и имел два семафорных крыла: поднятые горизонтально означали сигнал «стоп», а опущенные под углом в 45° - движение с осторожностью. В тёмное время суток использовался вращающийся газовый фонарь, с помощью которого подавались, соответственно, сигналы красного и зелёного цветов. Светофор использовался для облегчения перехода пешеходов через улицу, а его сигналы предназначались для транспортных средств - пока пешеходы идут, автомобили должны стоять. 2 января 1869 года газовый фонарь светофора взорвался, ранив управляющего светофором полицейского. Но после аварии, эту систему запретили.
Первая автоматическая система светофоров (способная к переключению без непосредственного участия человека) была разработана и запатентована в 1910 году Эрнстом Сиррином из Чикаго. Его светофор использовал неподсвеченные надписи Stop и Proceed.
Изобретателем первого электрического светофора считается Лестер Вайр из Солт-Лейк-Сити (штат Юта, США. В 1912 году он разработал (но не запатентовал) светофор с двумя круглыми электрическими сигналами (красного и зелёного цвета).
5 августа 1914 года в Кливленде Американская светофорная компания установила на перекрёстке 105-й улицы и авеню Эвклида четыре электрических светофора конструкции Джеймса Хога . Они имели красный и зелёный сигнал и, переключаясь, издавали звуковой сигнал. Система управлялась полицейским, сидящим в стеклянной будке на перекрёстке. Светофоры задавали правила движения, аналогичные принятым в современной Америке: поворот направо осуществлялся в любое время при отсутствии помех, а поворот налево - на зелёный сигнал вокруг центра перекрёстка.
В 1920 году году трёхцветные светофоры с использованием жёлтого сигнала были установлены в Детройте,и Нью-Йорке. Авторами изобретений были, Уильям Поттс и Джон Ф. Харрис.
В Европе аналогичные светофоры были впервые установлены в 1922 году в Париже на пересечении Рю де Риволи и Севастопольского бульвара и в Гамбурге на площади Штефансплатц. В Англии - в 1927 году в городе Вулвергемптоне.
В СССР первый светофор установили 15 января 1930 года в Ленинграде на пересечении проспектов 25 Октября и Володарского (ныне Невского и Литейного проспектов). А первый светофор в Москве появился 30 декабря того же года на углу улиц Петровка и Кузнецкий Мост.
В связи с историей светофора часто упоминают имя американского изобретателя Garrett Morgan, запатентовавшего в 1922 году светофор оригинальной конструкции. Однако в историю вошёл тем, что впервые в мире в патенте кроме технической конструкции указал назначение: "Назначение изделия состоит в том, чтобы сделать очерёдность проезда перекрёстка независимым от персоны автовладельца".
В середине 1990-х были изобретены зелёные светодиоды с достаточной яркостью и чистотой цвета, и начались эксперименты со светодиодными светофорами. Москва стала первым городом, в котором светодиодные светофоры стали применяться массово.