Carl Abraham Pihl gjorde ein viktig innsats for utviklinga av dei fyrste statsjarnbanane i landet. Han var jarnbanedirektør frå 1865 og direktør for baneavdelinga i Norges Statsbaner frå starten 1883.
Som ung mann reiste Pihl, etter ynskje frå faren, til sjøs. Men han gjekk i land etter kort tid og vart student ved Chalmerska Slöidskolan i Göteborg 1841–44 saman med broren Oluf. Deretter reiste han til Storbritannia for å få praksis som jarnbaneingeniør. Han var tilsett i to år ved eit konstruksjonskontor som arbeidde for Robert Stephenson, og deretter som arbeidsleiar og konstruktør ved jarnbaneanlegg i Suffolk.
Pihl gjorde det godt i Storbritannia og fekk tilbod om jobb i India. Men han lengta heim og reiste attende til Noreg 1850. Han arbeidde fyrst eitt år ved Indredepartementets vegkontor, før han 1851 vart tilsett som seksjonsingeniør ved det fyrste norske jarnbaneanlegg, Hovedbanen mellom Christiania og Eidsvoll. Etter at Hovedbanen var ferdig 1854, reiste Pihl attende til Storbritannia, der han arbeidde med jarnbane- og hamnebygging. Så reiste han igjen heim til Noreg 1855, arbeidde ved kanalanlegget i Skien og vart deretter tilsett av Akershus Amt som landets fyrste amtsingeniør. I denne stillinga konstruerte han m.a. fleire bruer over Vorma. 1858 var tre nye jarnbanar under bygging – Hamar–Grundset, Lillestrøm–Kongsvinger og Trondheim–Støren. Pihl hadde vore med på undersøkingane av dei tre banestrekningane og vart tilsett som sjef for det nyoppretta Statens Jernbaneanleggs Hovedkontor.
I perioden frå 1858 til sin død 1897 hadde Pihl ei hovudrolle i all jarnbanebygging i Noreg. 1865 vart han utnemnd til jarnbanedirektør etter at jarnbaneadministrasjonen vart omorganisert, og då Styrelsen for Norges Statsbaner vart oppretta 1883, vart Pihl direktør for baneavdelinga, ei stilling han hadde livet ut.
Trass i sin “engelske bakgrunn” som jarnbaneingeniør overførte ikkje Pihl det engelske systemet direkte til Noreg. Han innførte eit system med smalare sporvidde, som han meinte var betre tilpassa norsk natur og økonomi. Smalsporbanane fekk ei sporvidde på 1067 mm, mot normalsporet på 1435 mm, som var blitt brukt på Hovedbanen. Utarbeidinga av dette systemet bygde m.a. på studiar av smalspora hestejarnbanar i Sverige. Pihl såg at både ved bygging og drift kunne det vera store pengar å spara på å byggja smalspora. Resultatet ville bli ei langt raskare utbygging av jarnbanenettet enn det som elles ville vore mogleg. Fram mot hundreårsskiftet vart dei fleste norske jarnbanar bygd smalspora.
Pihl hadde i byrjinga stor støtte for sitt system, men frå byrjinga av 1870-åra vart motstanden sterkare. Ordskiftet gjekk føre seg både i fagmiljø, avisspalter og i Stortinget. Det vart ein hard og opprivande strid som tok opp i seg tekniske, økonomiske, politiske og personlege motsetnader. Venstresida slost for normalsporet, medan høgresida forsvarte smalsporet. Striden vart endeleg avslutta året etter at Pihl var død, då ein 1898 vedtok å byggja Bergensbanen med normalspor. Seinare vart dei smalspora banane bygde om til normalspor.
Pihl vart i ettertid kritisert for sitt system, men utan smalsporet ville den store jarnbaneutbygginga i perioden truleg ikkje blitt like omfattande. Pihl meinte sjølv at “enten bygde vi smalt og billig, eller så bygde vi ikke i det hele tatt”. Om det stod strid om Pihl i heimlandet, så hadde han suksess i utlandet. Smalspora banar etter hans modell vart bygd i mange land som t.d. Canada, Japan, New Zealand, Russland og India, i tillegg til fleire afrikanske land.
Pihl tok imot mange utmerkingar i inn- og utland, vart utnemnd til kommandør av 1. klasse av St. Olavs Orden 1877 og var kommandør av svensk Nordstjärneorden og Vasaorden og av den danske Dannebrogordenen.
Carl Abraham Pihl var ein ivrig og dugande fotograf og etterlot seg ei stor og verdfull fotosamling.