粤海铁路自中华人民共和国广东省湛江至徐闻，由塘口站引出至海安南站，在北港码头换乘海峡铁路轮渡，再在粤海铁路南港码头引入海口站，又经澄迈县、儋州市到达三亚站。全长345公里，与既有线叉河至三亚铁路接轨。是中国第一条跨海铁路轮渡。粤海铁路是世纪之交中国建设史上一项标志性工程，表明中国在建设跨海铁路上取得了关键技术的突破，填补了多项中国国内空白。粤海铁路作为中国第一条跨海铁路，将对中国跨海铁路的建设、运营、管理，提供经验。
海南有着丰富的自然资源和旅游资源。但是，长期以来，由于受地理位置的限制，海南岛四面环海，闭塞的交通自古以来就始终成为制约海南经济发展的“瓶颈”。人们去海南岛旅游或是海南岛的特色产品运往内地，至今都是依赖飞机或汽车渡船的来往运输。海南岛与内地之间到仍没有一条安全、便捷、廉价和大运量的交通线。因此，迫切要求畅通铁路线的建成，打通海南岛连接内地的天然地理屏障，将海南的经济建设重新纳入中国统一发展战略中。在这种情况下，从粤海铁路被比喻成“海南岛生命线”，就不难看出其战略性作用和意义。工程于1992年经国家计委批准立项，1996年完成项目可行性研究，工程总投资45亿元。
