2002年,澳門政府委託香港地鐵有限公司(現香港鐵路有限公司)為澳門的城道交通系統進行研究。2003年2月19日,澳門立法會第一常設委員會會議介紹了《澳門架空捷運系統——初期可行性研究》報告。報告建議系統採用架空軌道交通方案,首期系統總造價約為27至30億澳門元,採用公私合營投資方式。但報告發表後,坊間意見不一,其後同年4月15日,歐文龍以鄰近地區以至全球經濟出現不明朗因素為理由,決定暫緩軌道交通的建設計畫。
2005年2月,地鐵公司完成第二份名為《澳門軌道捷運系統可行性研究》的顧問研究報告,並訂定了初步選線方案。系統捨棄高架捷運方案,採用地底及架空結合方案,以免影響澳門歷史城區的世界文化遺產景觀。報告其後因造價太高及路線分佈等問題而告吹。
2006年10月23日,澳門政府根據地鐵公司的顧問研究報告以及公眾諮詢的意見,發表《軌道交通系統深化研究》方案。同時澳門政府就《軌道交通系統深化研究》全面諮詢公眾意見,其後因站點設置等問題而再次於2007年發表第四份興建方案。
2007年7月13日,澳門政府公佈《軌道捷運系統優化方案》,內容與《軌道交通系統深化研究》相似。方案指出工程由香港的地鐵有限公司以及國際機構合組的公司共同興建,冀望於2011年落成首階段工程及啟用。
2008年10月23日,運輸基建辦公室表示,由於有投標公司提出上訴,原定2008年下半年動工的首期工程延至2009年展開,並期望不遲於2013年通車。
2009年10月17日,運輸基建辦公室公佈《軌道系統第一期2009興建方案》,落實興建澳門軌道交通。
2010年12月30日,運輸基建辦公室公佈“澳門軌道交通系統第一期行車物料及系統”採購國際公開招標的甄審結果,三菱重工有限公司(Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.)擊敗其餘兩競爭對手,以四十六億八千八百萬澳門元中標。
2011年3月3日,日本三菱重工業公司和伊藤忠商事公司以480億日元獲得澳門軌道交通系統的設備訂單,訂單包括了110節車廂、通訊系統及自動檢票機等整套設備。
2011年10月13日,運輸基建辦公室公佈,經市民票選,“濱海巡航”成澳門軌道交通列車車款。
2013年4月20日,工務局城市規劃廳長劉榕表示,為配合廣珠城軌拱北站已通車,當局正研究軌道交通第一期由關閘站延伸至青洲站,作為澳門半島第2個通往珠海的關口。
2013年8月7日,軌道交通列車開始進入生產階段。
2013年11月12日,行政長官崔世安在宣讀2014年財政年度施政報告時,證實軌道交通新口岸段行走內街的爭議終有解決條件,新口岸軌道交通路線將調整,將走線貫穿內街倫敦街改為環繞週邊孫逸仙大馬路,澳門段最快2014或2015年動工,因澳門段工程比氹仔段已延遲達2至3年,通車日期亦因此需延至2018或2019年。
2014年6月3日,澳門軌道交通第一期澳門南段已經定線,新口岸段由最初經倫敦街、在宋玉生廣場設站、然後經波爾圖街轉入城市日大馬路。改為經過金蓮花站後一直沿孫逸仙大馬路,然後再轉入城市日大馬路,中途在新增填海的地方設立科學館站,全部以高架的方式行走。
2014年7月1日,輕軌澳門半島線北段公開諮詢活動由即日起至8月14日期間進行,三條建議走線方案分別為“馬場東高架走線”、“勞動節高架走線”及“沿海高架走線”。