Tuyến đường sắt Thủ Thiêm - Long Thành được đề xuất xây dựng theo tiêu chuẩn đường đôi, khổ 1435 mm, điện khí hóa, với tổng chiều dài chính tuyến 41,83 km, có tốc độ thiết kế 120 km/h trên chính tuyến (90 km/h trong hầm).