京广线为南北走向，连接起北京和广州，纵贯华北平原（北京市、河北省），中原-黄河中游（河南省，在郑州跨过黄河），长江中游平原-江汉平原（湖北省），长江南岸支流-洞庭湖与湘江流域（湖南省），南岭山区（湖南、广东交界处），珠江三角洲（广东省），全长2200多千米。

京广线的前身，北段为清朝光绪年间建成的京汉铁路（1897年开工，1906年通车），又被称为平汉铁路、芦汉铁路，北起卢沟桥（长辛店站），后延伸到丰台站，又延伸到北京西站，南到长江北岸的汉口站。南段为民国时期建成的粤汉铁路（1900年开工，1936年通车），北起长江南岸的武昌站，南到广州站。1957年，武汉长江大桥建成，连接起汉口站和武昌站，京汉铁路与粤汉铁路也合并为京广线。

京沪线为南北走向，连接北京和上海，纵贯华北平原-黄淮海平原（海河-黄河-淮河）（北京市、河北省、山东省、江苏西北角-徐州、安徽省北部，在山东济南跨过黄河），长江中下游平原（安徽省中部，江苏省南部、上海市，在安徽蚌埠跨过淮河），全长1400多千米。京沪线的北段（北京、天津、河北、山东境内）基本沿着京杭大运河的走向，是我国列车车次最密集的线路。

京沪线的前身，最北段为京山铁路京津段（1897年开工，1900年建成），1901年的起点是丰台站、北京正阳门站，终点是山海关站，后将起点改为北京站。北段为津浦铁路（1908年开工，1912年建成），北起天津北站，南到长江北岸的南京浦口站。南段为沪宁铁路（1905年开工，1908年建成），西起南京西站（下关站），东到上海站。1968年，南京长江大桥建成，京山铁路-津浦铁路和沪宁铁路合并为京沪线。

京九线为南北走向，连接北京与香港，纵贯华北平原-黄淮海平原（北京市、河北省、山东省西部、河南省东北部、安徽省西北部），长江中游平原-江汉平原-大别山西麓/西南麓（湖北省东部），长江南岸支流-鄱阳湖与赣江流域（江西省），南岭山区（江西、广东交界处），珠江三角洲（广东省、香港特别行政区），全长2300多千米。

京九线是一条比较“年轻”的铁路干线，采取部分路段新建新线与部分路段合并旧线的方式建设，1993年开工，1996年建成。京九线北起北京西站，南到香港九龙站（红磡站）。京九线位于京广线和京沪线之间，途径的大都为相对偏远、贫困的地区（比如河北廊坊霸州，山东聊城，江西吉安（井冈山）），途中仅有南昌市为省会。京九线在山东菏泽跨过黄河。京九线过安徽阜阳后，向西绕了个大弯，选择从大别山西麓lù绕行，经过河南省信阳市潢川县，湖北省黄冈市麻城县，然后再向东，在江西九江跨过长江，这样的设计使得大别山东北麓的安徽六安被完全绕过。