Tuyến đường sắt đô thị Cát Linh - Hà Đông là tuyến đường sắt nhẹ đi trên cao (cầu cạn) phục vụ vận tải hành khách công cộng với chiều dài 13,05km. Chủ đầu tư dự án là Cục Đường sắt Việt Nam, nhà thầu là Công ty TNHH Tập đoàn Cục 6 đường sắt Trung Quốc.

Tuyến đường sắt đô thị này bắt đầu xuất phát từ nút giao Cát Linh - Giảng Võ, đó là khu vực trung chuyển hành khách đô thị tương lai của Hà Nội, kết nối giữa tuyến đường sắt đô thị Cát Linh- Hà Đông với tuyến đường sắt Nhổn- Hà Nội và tuyến buýt nhanh BRT. 

12 ga của dự án bao gồm: ga Cát Linh, ga Đê La Thành, ga Thái Hà, ga Đường Láng, ga Ngã tư Sở, ga Đại học Quốc gia, ga Vành đai 3, ga Thanh Xuân, ga Bến xe Hà Đông, ga La Khê, ga Văn Khê và ga Hà Đông. 

Từ đây, tuyến đường sắt đi dọc theo dải phân cách phố Hào Nam, phố Hoàng Cầu, ngõ Thái Thịnh I tới đường Láng rẽ trái men theo mép sông Tô Lịch và tiếp tục đi dọc theo dải phân cách đường Nguyễn Trãi về Hà Đông. 

 Điểm cuối của tuyến là bến xe Hà Đông mới cạnh QL 6.

Theo thiết kế toàn tuyến đi trên cao, đường đôi, khổ 1435mm, điện khí hóa, theo quy phạm thiết kế Metro GB 5017-2003 của Trung Quốc, chịu cấp động đất số 8... Ga trên cao được thiết kế theo kiểu nghiêng, khoảng cách giữa đường trung tâm với giáp ranh sân ga là 1500 mm, độ cao mặt ray cách mặt sân ga là 1020 mm. Độ cao của giới hạn kiến trúc và giới hạn của khoảng cách giữa đáy kết cấu hoặc thiết bị với mặt ray là 4200mm. Ga đặt tại một phía tuyến đường, gồm ga kiểu 2 tầng: tầng 1 là giá, tầng 2 là ga; Ga kiểu cầu 3 tầng: tầng 1 là giá, tầng 2 là phòng chờ, tầng 3 là sân ga. Ga kết hợp phần “kiểu cầu và kiểu xây”: dầm của đường sắt là cột đơn giản hoặc liên tục chống đỡ cho dầm thanh kết cấu khung, phần kết hợp lắp đệm cao su.

Đoàn tàu gồm 4 toa (giai đoạn đầu và 6 toa giai đoạn sau, khi lưu lượng giao thông tăng. Đoàn tàu có sức chở 2.008 hành khách. Tốc độ tối đa đoàn 80 km/h, tốc độ lữ hành 35km/h. Tàu có thời gian khai thác hàng ngày từ 5h sáng đến 23h đêm (18 tiếng với tần suất tối đa 2 phút/chuyến). Năng lực vận chuyển tối đa 28.000 hành khách/giờ/hướng.

Dự án có tổng mức đầu tư 8.769.965 triệu đồng, tương đương 552,86 triệu USD được huy động từ nguồn vốn vay ưu đãi của Chính phủ Trung Quốc, tín dụng ưu đãi hỗ trợ bên mua của Eximbank Trung Quốc và vốn đối ứng của Việt Nam. 

Đây là tuyến đường sắt đô thị thứ 2 trong số 8 tuyến đường sắt đô thị của Hà Nội đã được quy hoạch. Dự án có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển GTVT cũng như kinh tế, xã hội của Thủ đô Hà Nội. Đây còn là một dự án đặc thù: Xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông kết hợp với kinh doanh vận tải, cơ chế tài chính chưa có tiền lệ, công nghệ mới lần đầu tiên được áp dụng tại Việt Nam.    Chủ đầu tư dự án là Cục Đường sắt Việt Nam, nhà thầu là Công ty TNHH Tập đoàn Cục 6 đường sắt Trung Quốc.

Tuyết Sơn