西安铁路枢纽北环线是陕西省人民政府和铁道部确定的重点建设项目，是西安铁路枢纽扩能工程的重要组成部分。西安枢纽北环线东起新丰镇编组站，经西安国际港、萧家村，西至茂陵站，全长61.74公里。该线路对于从根本上缓解西安枢纽运输紧张状况，完善国家铁路网布局，提高西部铁路运输能力，促进西部开发和陕西经济发展，提升陕西在全国的经济、文化、政治地位都有着十分重要的意义。

1997年时，西安枢纽是一个典型的客货顺列式枢纽。当时西安枢纽极为薄弱，主要干线仅有横贯东西的陇海铁路，侯西铁路和当年才全线建成的西延铁路通过外围的咸铜等支线铁路衔接枢纽。穿越秦岭的西康铁路刚刚开工，直通华中和华南地区的宁西铁路西合段则尚在规划之中。枢纽内以西安为客运站，新丰镇、西安东为编组站，西安西为有一定解编能力的货运站。

西安铁路枢纽北环线建成前，由于西安铁路枢纽的客运站、货运站在陇海线主轴上呈“串糖葫芦”状分布，客货互相干扰，再加上近年来运量需求的快速增长，西安铁路枢纽通过能力不足的问题极为突出，被视为陇海线“卡脖子”地段。开往西部的旅客列车，和甘肃等省物资外运，常因西安铁路枢纽运能所限，难以畅行。以西安东至西安区段为例，一天通过列车121－125对，区间能力利用率高达114％。为满足日益增长的客货运输要求，铁路部门采取修建北环线的举措，从西安铁路枢纽分流货车，达到畅通陇海铁路线区段通过能力的目的。 2005年4月28日，西安铁路局隆重举行西安铁路枢纽北环线工程启动大会，西安铁路枢纽建设改造工程正式拉开帷幕。

2006年9月1日，西安铁路枢纽北环线全线开通试运行，使西安铁路枢纽基本实现了客货分线运行目标，提高了西安铁路枢纽东西主轴的通过能力，改善了西安铁路枢纽运输质量及城市对外交通条件，为客、货列车进出西安铁路枢纽提供了快捷的运输路径。

为加快建设中欧班列（西安）集结中心，充分发挥中欧班列长安号通道作用，经西安市人民政府建议，中国铁路西安局集团有限公司请示，中国国家铁路集团有限公司研究后批复，自2021年4月1日起，西安枢纽北环线新筑站正式更名为西安国际港站，标志着西安国际港务区全面融入全球铁路网络，对加快建设中欧班列（西安）集结中心、全力提升西安国际港务区和中欧班列长安号的知名度将起到重要的促进作用。

西安铁路枢纽北环线东起陇海铁路的渭南站，西至茂陵站，东西长约92公里；南与西康铁路线的长安站和宁（南京）西（安）线的渭南西站相接，北至西延、侯西铁路的钟家村站和咸铜铁路的八里店站，南北宽约90公里。枢纽连接陇海、西康、包西（西延）、侯西、咸铜和西户等铁路线。

北环线为一级双线电气化铁路，总投资18.3亿元，其线路全长下行61.74公里，上行65.591公里，原货物列车时速120公里，设计通过能力预测列车追踪间隔时间为7分钟，平行运行通过能力为192.9对／日。北环线主要运行货物列车，以通过车流为主，有陇海线运行旅客列车、行包专列和枢纽小运转列车。

在整个北环线建设中，共建成特大桥8座，总投资18.268亿元。其东起陇海线新丰镇编组站，向西经西安国际港站，跨灞河、渭河至咸铜线萧家村站，沿咸铜线增建二线至长陵站，向北跨312国道后西行引入陇海线茂陵站，线路全长下行61.74公里。北环线主要运行货物列车，以通过车流为主，既有陇海线运行旅客列车、行包专列和枢纽小运转列车。

西安铁路枢纽在全国路网布局中起着重要作用，它是西北地区的东大门，是西南地区的北大门，还是西北地区最重要的客运、货运集散地和中转中心。

北环线开通后，西安铁路局局长助理晋志毅表示，在西安东、西安西等站陆续撤出陇海线后，所有货车不再经过西安站，北环线的开通缓解了西安铁路枢纽的运输压力，打通了西安铁路枢纽的瓶颈，西安火车站客运能力增强，进藏列车有望增加。

自中欧班列开行后，西安枢纽北环线发挥了更重要的作用。