合湛铁路位于广西壮族自治区和广东省交界的南部沿海地区。线路西起北海市合浦县，向东经平阳镇、福成镇、闸口镇、白沙镇、山口镇进入广东省廉江市的营仔镇和横山镇，由遂溪县北侧引入湛江枢纽。
线路正线全长115.061公里，其中广西境内正线长63.228公里，线路等级为国铁I级双线电气化铁路，设计行车速度为250公里/小时。线路建设工期为3年半，规划输送能力每日客车90对，货运量每年3000万吨。