据线路方案，该项目起自西安北客站北广场，与地铁4号线同台换乘，出站后沿明光路向北，从大唐电厂管线桥西侧跨渭河，高架跨兰池大道、光伏三路、机场高速后向西与铁路货运北环线并行，向北沿秦咸阳宫遗址保护区西缘外侧高架通过，经空港新城至终点西咸机场，预留向西延伸条件。线路全长27.33公里，其中地下线6.84公里，高架线12.97公里，地面线7.52公里。全线设车站9座，其中地下站3座，高架站3座，地面站3座。设艺术中心车辆基地一处，配置车辆段、综合维修中心和运营控制中心。