为复线电气化铁路。共计三个铁路区段组成：包头西站至大保当站区段新建双线、既有单线神延铁路的大保当站至甘泉北站增建二线、甘泉北站至张桥站新建双线。既有的包神铁路是神华集团所有的运煤单线铁路，不属于包西铁路。既有神延铁路神木北站至大保当站改称神大铁路，既有西延铁路甘泉北站至钟家村站改称甘钟铁路，仍为单线。正线全长800.9公里，以煤炭运输为主，是中国陕北、黄陇煤田煤运的重要通道，规划货运能力每年10000万吨，客车25对/日。全线设立34个车站，设计速度西安至延安200km/h，延安至包头160km/h。