准格尔至朔州铁路位于山西省朔州市、忻州市和内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内，通过陕西省府谷县北部边缘，地处蒙、晋、陕毗邻接壤之地。线路自北同蒲铁路大新车站引出，向西经山西省朔州市朔城区、平鲁区、忻州市偏关县，跨黄河后进入鄂尔多斯市准格尔旗，跨越十里长川后，穿越陕西省府谷县北部边缘，再次回到准格尔旗的红进塔站，正线全长215km，其中新建铁路205km，改造既有线路10km，鄂尔多斯市境内63km，项目总投资79亿元（后投资增加到120亿元）。