冷水峠は旧長崎街道の難所の一つです。
長崎街道の、内野宿：標高約80ｍ～峠頂上：標高約310ｍ～山家宿：標高約40ｍの間、約13kmの道のりが冷水峠区間です。
現在は並行ルートとして、筑豊本線、国道200号線、国道200号線バイパス「冷水道路」とがります。

筑豊本線は、それまで開通していた長尾（現・桂川）までの路線を原田まで延長する形で、1928/7/15に筑前内野まで、1929/12/7に原田まで開通を見ました。
冷水峠に該当する区間は筑前内野～筑前山家間の10.2kmです。峠前後の最急勾配は25パーミルでサミットは冷水トンネル内の中央部付近にあると思われます。
冷水トンネルは、延長3,286mで建設当時は九州最長を誇っていました。
冷水トンネルでは、開発途上であったロングレールを全国に先駆けて試験的に敷設したところでもあります。また、筑前山家側坑口にはかつて、蒸気機関車の煤煙が流れ込まないように、排煙ファンが設置されていました。