Les X 72500 sont des autorails thermiques aussi appelés « X TER » ou « aspirateurs ». Ils assurent des services TER et Intercités en desservant des régions par des lignes non électrifiées.

Vers 1990, suite à la régionalisation et au développement des TER, un besoin de renouvellement du parc autorail est apparu. Il existait aussi une demande envers un nouveau type d'autorail capable d'une vraie polyvalence : à la fois une bonne vitesse de pointe pour assurer des services à longue distance et de fortes capacités d'accélération pour les dessertes locales.

Le projet est lancé en 1991 par Maurice Dousset, à l'époque président de la région Centre, dans le cadre du développement du TER Centre. Le cahier des charges de cet autorail fut d'ailleurs le premier à intégrer la volonté des régions. Un design rappelant celui du TGV ainsi qu'un bon niveau de confort fut exigé afin d'encourager le transport ferroviaire.

Commandés par douze régions à 105 exemplaires à partir de 1994 (90 bicaisses, 15 tricaisses) à la société Alstom, les autorails X 72500 sont livrés de 1997 à 2000.

Les premières rames livrées en 1997 le furent pour la région Centre, initiatrice du projet, qui les mit en service commercial le 28 septembre sur la ligne Paris-Austerlitz / Châteaudun / Tours en remplacement des X 2200.

En mars 1999, les premiers éléments tricaisse furent mis en service sur la relation grandes lignes Paris - Granville.

Depuis les premières livraisons, malgré les problèmes de jeunesse, des commandes complémentaires ont été effectuées portant le parc à 117 éléments. La région Rhône-Alpes a également souhaité modifier son parc d'éléments, initialement bicaisses, en version tricaisse par l'achat de quinze remorques intermédiaires.

Une grande partie de ces engins ont été construit dans l'usine d'Aytré / La Rochelle qui s'est spécialisée dans les Autorails, Tramways et remorques de TGV.