Los estudios realizados para la localización del futuro enlace a través del Estrecho de Gibraltar se han abordado desde diferentes ámbitos y desde múltiples enfoques (conocimientos geológicos, oceanográficos, sísmicos, estudios de ingeniería). Estos estudios permitieron, en 1995, la elección como solución base de un túnel ferroviario subterráneo, basándose en el análisis multicriterio entre las diferentes alternativas estudiadas (puentes sobre apoyos fijos, puente sobre apoyos flotantes, túnel apoyado sobre el fondo, túnel flotante, túnel excavado).
El Proyecto del túnel bajo el Estrecho de Gibraltar, cuya realización esta prevista de forma escalonada en el tiempo, comportará, en su primera fase, una sola vía ferroviaria que se explotará en ambos sentidos, conectada a una galería de servicio de menor diámetro. Esta última permitirá resolver eficazmente los problemas de explotación y de mantenimiento de la obra, y sobre todo, garantizar la seguridad de los usuarios y del material. Se trata de la solución más sencilla y más económica desde el punto de vista de la ingeniería.
Por el túnel ferroviario podrán transitar, tanto trenes de viajeros y de mercancías, como trenes de alta velocidad, y también trenes especiales, llamados lanzaderas, que circularán entre las dos estaciones terminales, y que podrán transportar vehículos acompañados (turismos, caravanas, autobuses, camiones y trailers).
Características del túnel ferroviario
Trazado en planta
1995: Elección del túnel como solución base por las razones siguientes:
- Accesibilidad a las técnicas de construcción.
- Ausencia de interferencia con la navegación marítima y riesgos de colisión.
- Compatibilidad con la realización por fases, según la evolución del tráfico futuro.

Perfil longitudinal del túnel
Sección longitudinal:
- Distancia entre estaciones terminales: 42 km.
- Longitud total del túnel: 38,7 km.
- Longitud del túnel submarino: 27,7 km.
- Montera mínima en el punto más bajo: 175 m.
- Pendiente: 30‰.

Sección transversal
Sección transversal en fase final:
- Dos galerías ferroviarias de vía única de 7,9 m de diámetro.
- Una galería de servicio/seguridad, presurizada, de 6,0 m de diámetro, centrada entre ambas galerías ferroviarias y comunicando con ellas por pasadizos transversales a intervalos regulares (cada 340m).
