根据规划，新建铁路深圳至茂名铁路深圳至江门段正线从深圳枢纽西丽站（规划）引出，经深圳市、东莞、南沙区，中山、江门，引入深茂铁路江门至茂名段江门站（在建）。长度116.12km。全线车站平均站间距23.518km，最大站间距为中山北至江门站间36.843km，最小站间距为西丽站至机场站16.882km。
一：项目新建正线全长116.12km；
二：新建深茂铁路深圳机场站至广深港客专深圳北站联络线20.397km，
三：新建南沙存车场动走线2条（长4.20单线公里），
四：新建广珠城际铁路中山站至深茂铁路深圳方向上、下行联络线（合计10.6单线公里）
五：新建中山存车场动走线2条（长1.62单线公里），
六：新建江门站深茂场至广珠城际新会站联络线（长1.99单线公里），
七：新建江门存车场动走线2条（长4.35单线公里）。
项目共设西丽（不含）、深圳机场、滨海湾、南沙、中山北、横栏、江门等7个车站，其中西丽、深圳机场为地下站，滨海湾、南沙、中山北、横栏为高架站，江门站为地面站；项目铁路等级为高速铁路，双线，牵引种类为电力。正线西丽至南沙段及深圳北至深圳机场联络线200km/h，正线南沙至江门段250km/h。
线路自深圳枢纽规划西丽站西咽喉引出，沿广深高速东侧以隧道形式并行至铁岗水库，下穿广深高速至其西侧、并继续下穿国道107、深圳地铁1号线后进入深圳机场，沿航站四路在A、B航站楼东侧设地下深圳机场站，出站后继续以隧道沿广深沿江高速东侧并行下穿东宝河至东莞后出地面，上跨沿江高速至其西侧，在虎门路东广场设高架东莞滨海湾站。
出站后向西，以隧道下穿珠江口至广州南沙万顷沙出地面，之后并行南沙港铁路北侧设本线高架南沙站，出站后跨洪奇沥水道至中山，一路高架跨广澳高速、鸡鸦水道、小榄水道后在既有中山北站北侧设本线高架中山北站，出站后并行北环路向西往横栏镇，跨在建横四路后并行中开高速跨磨刀门水道至江门，之后继续并行中开高速跨石板沙水道后往西北，至会港大道附近折向南沿广珠城际引入在建江门站，与深茂铁路江门至茂名段贯通至本线终点。
