海南岛是我国纬度最低的大陆岛，东南面紧临南海、西频北部湾，北与大陆的雷州半岛相望。其形如梨状，长轴为北东—南西走向，长约290公里，短轴宽约180公里，面积约33900平方公里，海岸线长达1618公里。该岛人口约845万，是仅次于台湾的第二大岛屿，既是我国旅游观光的胜地，又是我国热带作物和海洋资源的开发基地。
新建海南西环铁路正线长度345.213Km。北起海口市，自既有海口站引出后，向西设老城、福山、临高、银滩、洋浦、海头、棋子湾、东方、尖峰、黄流、乐东、崖城站后接入凤凰站，最后连通至三亚站，海南西环铁路建成后将与东环铁路形成环岛铁路。全线新建桥梁146座，合计130270.07米，占正线线路总长的37.75%，利用既有桥梁5座542.33m。本线共有新建单洞双线隧道23座，总长21300m，占正线线路总长的6.17%，其中山岭隧道工程11座，总长16360m，全明洞工程12座，总长4940m。重点隧道为全线最长的荔枝岭隧道（全长4835m）和穿火山口附近的颜春岭隧道（全长2655m）。
全线共分布16个车站（含海口），其中新建14个车站，海口、三亚为既有车站。