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青藏铁路西宁至格尔木段全长８５０公里的线路中，大部分路轨铺设在海拔３０００米以上的路面上，穿过世界罕见的盐湖区，高寒低氧，干旱而多风沙，据测量，线路所经大部分地区含氧量只有海平面的７０％，一年中８级以上的大风天气达７０天左右，给设计和施工都带来很多困难。由内地运往西藏的物资一年约７０万吨，过去这些物资几乎都是通过青藏公路运输，运费贵，时间长，浪费大，现在由铁路运到格尔木，每年可为国家节约运费２００多万元。
这段铁路有７０％的长度穿越我国的聚宝盆——柴达木盆地。这对列入国家重点建设项目年产１００万吨的察尔汗钾肥厂和锡铁山铅锌矿的建设，将起很大的促进作用。柴达木盆地矿产资源丰富，光热条件优越，今后将不仅成为全国重要的化工基地，而且有极大的可能成为全国重要的商品粮和糖料生产基地。因而青藏铁路的修建更具有十分重要的战略意义。
青藏高原东北部的铁路线，除兰青、青藏两条主干线以外，还有一些短的支线，其中有：
宁大铁路：自西宁沿北川河向北至大通回族土族自治县，全长３６．７公里。１９６１年３月施工，原为土造钢轨，小型机车牵引，以后经过改造，１９６８年１０月正式开办营运，其主要运输任务是运送大通煤矿的煤炭至西宁集市、县，以满足工农业生产及城市生活的需要。
海湖支线：起点为克土车站，到青海湖，经过海北州，长７．１公里，１９６３年施工，１９６５年底正式营运，其任务是运出湖边的沙砾作为建筑材料。
柴达尔支线：自哈尔盖站西端沿哈尔盖河西岸至热水煤矿区，在热水电厂设柴达尔车站为本线的终点，经过青海海北州，全长５２公里，全线地处海拔３２００—３６００米的高寒地区，其任务是热水煤矿煤炭的外运。
茶卡支线：１９７８年５月施工，１９７９年３月铺轨通车。从察汗诺至茶卡，经过海南州，全长４２公里，主要任务是运输茶卡盐湖的湖盐。
从以上可见，青藏高原地区的全部干、支线，都主要集中在青藏高原的东北部。这种极为不平衡的铁路布局，反映着青藏地区铁路建设的落后，这种现状已经不能满足青藏地区经济发展的需求，大大限制了本区与外界的联系和沟通。因此，进一步加强青藏高原地区的铁路运输已是迫在眉睫的任务。
青藏铁路西宁至拉萨全长1956公里,其中西宁至格尔木814公里已于1979年铺通,1984年投入运营。新开工修建的青藏铁路格尔木至拉萨段北起青海省格尔木市,经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪、翻越唐古拉山,再经西藏自治区安多、纳曲、当雄、羊八井、纳之西藏自治区首府拉萨市,全长1142公里,其中新建铁路(南山口至拉萨)1110公里,格尔木至南山口32公里为既有线。
世界上海拔最高的铁路——青藏铁路，由于面临多年冻土、高寒缺氧和生态脆弱三大世界性工程难题，在建设过程中创造出了许许多多“第一”。
在工程建设方面，正在建设中的青藏铁路格尔木至拉萨段全长1142公里，穿越海拔4000米以上地段960公里，最高点为海拔5072米的唐古拉山垭口，平均海拔4500米，穿越多年冻土地带550多公里。无论是海拔高度、高海拔地区总里程，还是冻土段里程，都位居世界第一。
海拔5068米的唐古拉山车站，是世界上海拔最高的铁路车站，海拔4905米的风火山隧道，是世界海拔最高的冻土隧道。位于可可西里国家级自然保护区、全长11.７公里的清水河特大桥，是世界上建在高原冻土地段上的最长铁路桥，也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徙而建设的全线最长的“以桥带路”特大桥。
海拔4700米的安多铺架基地是世界上海拔最高的铺架基地；海拔3050米的南山口铺架基地是亚洲最大的高原铺架基地。
在生态环保方面，青藏铁路建设全程监控：在全国工程建设中首次引进环保监理；首次与地方环保部门签订环境保护责任书；在铁路建设史上首次提出“创质量环保双优”的目标；首次大面积移植草皮；第一次为野生动物开辟迁徙通道……
对环保工作的高度重视，使青藏铁路建设用于工程环保方面的投资预计达20多亿元，占工程总投资的10％左右；环保投资和所占比例如此之大，在国内建设史上尚属首次。
青藏铁路在关注建设者的生命健康方面也创造出了许多新纪录。铁道部、卫生部在中国工程建设史上第一次联合下文，对医疗卫生保障专门做出详细而具体的规定。青藏铁路在国内工程建设中首次投入近２亿元巨资，在全线建立三级医疗卫生保障体系。
此外，青藏铁路成为中国乃至世界上最大的冻土研究基地；青藏铁路的科研投入超过１亿元。
