Sejak 1830-an, lampu digunakan oleh industri kereta api agar masinis tahu kapan kereta harus berhenti atau dijalankan. Saat itu merah digunakan untuk tanda berhenti, putih sebagai tanda boleh melaju, dan hijau sebagai tanda berhati-hati.
Namun ternyata warna putih menimbulkan banyak masalah. Pada 1914, sebuah lensa merah terjatuh dari tempatnya, membuat lampu menyorotkan warna putih. Tabrakan antarkereta pun terjadi. Kemudian, diputuskanlah bahwa warna hijau berarti boleh melaju dan warna kuning dipilih untuk menandakan pengemudi kereta harus berhati-hati.
Lampu lalu lintas pertama mulai menghiasi jalanan London pada 1856, karena kereta kuda membahayakan pejalan kaki yang hendak menyeberang jalan. Kemudian John Peake Knight, pakar sistem sinyal untuk British Railways mengusulkan kepada polisi untuk menggunakan sistem semafor yang sama untuk lalu lintas.
Pada 10 Desember 1868, metode semafor ini sistem ini untuk pertama kali diterapkan di London. Saat siang hari, semafor menggunakan lengan yang bisa dinaikkan atau diturunkan, menandakan kendaraan bisa melaju atau tidak. Di malam hari, sistem ini menggunakan warna merah dan hijau, seperti sistem kereta. Namun lampu bertenaga gas ini sempat meledak, mencederai polisi, dan sistem ini dihentikan.
Pada 1920 di AS, menara pendek dibangun di jalan agar polisi bisa berdiri di atasnya dan mengatur lalu lintas dengan lampu atau lambaian tangan. Di Detroit Michigan, polisi bernama William L. Potts menciptakan sinyal lalu lintas tiga warna. Selanjutnya, pengoperasian lampu ini berkembang. Ada yang menerapkan lampu merah-kuning-hijau, ada pula yang tidak. Kebanyakan butuh tenaga manusia untuk mengendalikan sakelarnya, membuat pengoperasiannya menjadi mahal.
Pada tahun yang sama, Charles Adler Jr menciptakan sinyal yang bisa mendeteksi bunyi klakson agar lampu bisa berubah. Awalnya lampu berubah setiap klakson dibunyikan. Lama kelamaan, setelah klakson berbunyi, lampu akan bertahan selama 10 detik agar tak terjadi kekacauan. Namun hal ini mengganggu pejalan kaki serta perumahan di sekitarnya. Di AS, peraturan yang berlaku umum bagi pengoperasian lampu lalu lintas ditetapkan pada 1935.