קצת היסטוריה
המבנה המרכזי של התחנה הוא בן שתי קומות הבנוי אבן לבנה ובראשו גג רעפים, בקומה הראשונה מכרו כרטיסים ובקומה השנייה גר מנהל התחנה ומשפחתו. בנוסף, יש מבנה קטן יותר, בו גרו עובדי התחנה בעלי מקצועות טכניים כגון איש פומפה, מעמיס פחם,מזרים מים,ומכונאי קטרים. בנוסף נבנו במקום מחסנים כדי לאחסן את הפחם ומבנה של בריכת מים העשוי אבני בזלת. גודל בניין התחנה וכן היקף מבני השירות הנוספים בשטחה מלמדים על חשיבותה היחסית של תחנת צמח. זו הייתה למעשה "תחנת קצה" טופוגרפית - המקום האחרון במישור שבו אפשר היה לבנות תחנה גדולה לפני תחילת הטיפוס הגדול במעלה הירמוך לדרעא סוריה. כמו כן היה במקום מקור מים גדול - הכנרת - אמצעי חיוני בעידן הקיטור. גודלה של בריכת המים בתחנת צמח הייתה כפולה בגודל מכל שאר התחנות והסיבה היא שכדי להצליח לטפס את העלייה התלולה מכפר סמח' לרמה הסורית (הבדל של 700 מטר) נדרשו 2 קטרים מה שדרש כמות גדולה יותר של מים.
רכבת העמק שאורכה 161 ק"מ הייתה שלוחה קטנה של פרויקט הרבה יותר גדול - הרכבת החיג'אזית שאורכה.1300 ק"מ.
המסילה החיג'אזית מוקמת ב- 1900 ביוזמת שליט האימפריה העותומאנית הסולטאן עבדול חמיד ה-2 והממשלה בקונסטנטינופול (כיום איסטנבול) כדי לחבר את העיר הגדולה והחשובה באזור, דמשק, עם חבל החיג'אז שבחצי האי ערב, בו נמצאות שתי הערים הקדושות לאיסלאם, מכה ומדינה. מהעיר דרעא שבסוריה יוצאת, כאמור, שלוחה של הרכבת אל תוך ארץ ישראל שמגיעה עד חיפה.
מטרתה הרשמית של האימפריה העותומאנית בפרויקט הגרנדיוזי, הייתה לסייע לעולי הרגל המוסלמים בבואם לבצע את מצוות העלייה לרגל, החאג', אך בפועל, הסולטאן ניסה ל"רצות" את המוסלמים כדי לבסס את שלטונו שהלך ונחלש באותם ימים. מטרה חשובה נוספת הייתה חיזוק השליטה העותומאנית על איזור עבר הירדן וחצי האי-ערב, בהם התנגדו השבטים המקומיים למרות הזרה. הסולטאן תכנן לשנע כוחות צבא בעזרת הרכבת בעת הצורך. בנוסף, הסולטאן סבר שהבריטים והצרפתים אשר פרצו את תעלת סואץ בשנת 1869 מנסות לחדור לתוך האימפריה שלו ולהחלישו ופסי הרכבת יהוו תשובה הולמת לאותם ניסיונות. כחלק מחיזוק התדמית הדתית של הפרויקט, וגם למען ביסוס מעמדו של הסולטאן עבד אל-חמיד השני כח'ליפה, (מנהיג אומת האיסלאם) הכריז הסולטאן כי הפרויקט יהיה מוסלמי כולו, הן במימון והן בביצוע, וקרא למאמינים ברחבי העולם לתרום בעבורו. למרות זאת, הוא מעמיד בראש הפרויקט מהנדס גרמני בשם היינריך אוגוסט מייסנר שלטובת העניין לומד את דת האיסלאם, ואף זוכה לתואר "פאשה" ומייבא את כל הציוד הדרוש מאירופה. 16,000 חיילים לוקחים חלק בפרויקט שנחנך בשנת 1905 בעלות של 16 מיליון דולר.
התחנות המרכזיות של רכבת העמק בארץ ישראל שכנו תמיד על יד כפרים ערביים ועל יד מאגרי מים לטובת מילוי הדודים של רכבות הקיטור. המרחק בין תחנה לתחנה היה כ- 25 קילומטרים. באותה התקופה הייתה אפליה למי שלא היה מוסלמי. על היהודים למשל הוטל איסור מגורים ברדיוס של 10 קילומטרים ממסילות/תחנות הרכבת. כאשר משתלט על ארץ ישראל המנדט הבריטי, כל האיסורים מתבטלים והיהודים מתחילים להקים את הישובים בקרבת הרכבת. לפיכך הרכבת הופכת מגורם מעכב להתיישבות לגורם ממריץ בתקופה הבריטית.
לקראת סוף השלטון הבריטי יש מאבק בין הישוב היהודי לבין המנדט שבמסגרתו מתקבלת החלטה לפוצץ 11 גשרים, שם המבצע נקרא "ליל הגשרים".
ליל הגשרים (נקרא גם "מבצע מרכולת") הוא כינויה של פעולה מתואמת של הפלמ"ח, במסגרת תנועת המרי העברי, בלילה שבין 16 ל-17 ביוני 1946 הותקפו בו זמנית אחד עשר גשרים בכל גבולות ארץ ישראל. תשעה מהגשרים פוצצו, אחד מהגשרים ניזוק קשות ואחד הגשרים לא פוצץ. הצלחת הפעולה גרמה לניתוק זמני של נתיבי האספקה שהיו בשימוש הבריטים בין ארץ ישראל והמדינות השכנות.
מרגע פיצוץ הגשרים הרכבת הפסיקה לפעול בקו חיפה- דרעה, אך המשיכה לפעול בקו חיפה- צמח עד ראשית שנות ה 50. בראשית שנות ה-50, בעיקר מסיבות כלכליות, הופסקה פעולתה. הרכבת הייתה איטית- נסעה במהירות מקסימאלית של 50 קמ"ש ולא השתלם להפעיל אותה.