Toàn tuyến đường sắt này dài 13,08km, đi trên cao và chủ yếu chạy trên dải phân cách giữa hai làn đường bộ thuộc trục đường Hào Nam và đường Nguyễn Trãi. điểm khởi đầu là ga Cát Linh (quận Đống Đa), điểm kết thúc tại ga Yên Nghĩa (quận Hà Đông), có 12 ga đón tiễn khách.

Tuyến đường sắt này sử dụng công nghệ đường sắt nhẹ trên cao của Trung Quốc, có hệ thống kiểm soát tàu tự động cùng với điều khiển của lái tàu, cổng thu soát vé tự động, công nghệ thẻ không tiếp xúc. Tốc độ khai thác tàu tối đa 80km/giờ và có 13 đoàn tàu với 4 toa/tàu hoạt động, giãn cách đoàn tàu từ 4-6 phút.