โครงการก่อสร้างรถไฟทางคู่สายใต้ ช่วงนครปฐม – ชุมพร นับเป็นเส้นทางสำคัญในการเชื่อมต่อการเดินทางลงสู่ภาคใต้ โดยมีการก่อสร้างทางรถไฟใหม่ขนาด 1 เมตร ขนานไปกับทางรถไฟเส้นเดิม เริ่มจากสถานีนครปฐม จังหวัดนครปฐม ผ่าน จังหวัดราชบุรี จังหวัดเพชรบุรี จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ไปยังสถานีชุมพร จังหวัดชุมพร พาดผ่านพื้นที่เศรษฐกิจและแหล่งท่องเที่ยวของภาคกลางตอนล่าง เช่น ชะอำ หัวหิน และเป็นประตูเชื่อมโยงไปสู่ภาคใต้
 

รูปแบบโครงสร้างส่วนใหญ่เป็นคันทางระดับดิน และทางรถไฟยกระดับช่วงผ่านตัวเมือง ซึ่งมีจุดแลนด์มาร์คก่อสร้างที่สำคัญพิเศษ 2 แห่ง คือ สถานีหัวหินแห่งใหม่ เป็นสถานียกระดับ มี 3 ชั้น ซึ่งมีความสวยงามสอดคล้องกับรูปแบบสถาปัตยกรรมของสถานีหัวหินเดิม และยังมีสะพานรถไฟแบบคานขึง (Extradosed Railway Bridge) แห่งแรกของประเทศ ที่ใช้เทคนิคการก่อสร้างสมัยใหม่ หลีกเลี่ยงการก่อสร้างเสาในแม่น้ำแม่กลอง ทำให้มีความสวยงามเป็นเอกลักษณ์ พร้อมเป็นสถานที่ท่องเที่ยวแห่งใหม่ของจังหวัดราชบุรี