为满足我国西部线路尤其是青藏铁路对大功率货运内燃机车的需求，2014年，中车大连机车车辆有限公司同中国铁路总公司签订了HXN3过渡方案高原型内燃机车合同。该车是在HXN3型机车主体框架结构和主参数不变的基础上，针对高原地理环境及特殊运用条件，进行的适应性改进。沿用16V265H柴油机（T0排放等级），空气马达启动方式，轴重25吨，交流主辅传动系统，32位微机操作系统，CCBII制动系统；机车采用三轴转向架，二系悬挂装置，滚动抱轴式半悬挂结构，单侧闸瓦踏面制动；加压冷却系统，三级滤清防风沙设计，电机与电气柜强迫通风系统，满足青藏铁路客货运通用的运用要求。

HXN3过渡方案高原型内燃机车主要用于高原线路客运和货运，额定功率3100kW，最大起动牵引力620kN，持续牵引力598kN，Co-Co轴式，恒功率速度范围为23～120km/h，通过最小曲线半径145m。