创下数项世界之最
青藏铁路的建设，创造了多个世界之最：
世界最长的高原铁路——青藏铁路格尔木至拉萨，穿越戈壁沙漠、沼泽湿地和雪山草原，全线总里程达1142公里。
世界海拔最高的高原铁路——青藏铁路穿越海拔4000米以上地段达965公里，最高点在唐古拉山，海拔为5072米，被誉为“离天最近的铁路”。
穿越冻土里程最长的铁路——青藏铁路穿越多年连续冻土区里程550公里。
创世界高原最高时速——列车在冻土地段时速100公里，非冻土地段时速120公里，这是世界高原铁路的最高时速。
世界海拔最高的隧道——风火山隧道位于海拔5010米的风火山上，全长1338米，轨面海拔高4905米，全部位于永久性高原冻土层。
世界最长的高原冻土隧道——昆仑山隧道全长1686米，是世界最长的高原冻土隧道。
海拔最高的火车站——青藏铁路唐古拉车站地处青藏高原腹地，海拔5068米。
最长的高原冻土铁路桥——海拔4600多米、全长11.7公里的号称青藏铁路第一长桥的清水河特大桥飞驾于昆仑山下。
兼顾安全和环保
青藏铁路在建设时期，就确立了“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计理念，采取了以桥代路、片石气冷路基、碎石（片石）护坡护道路基、通风管路基、热棒路基以及遮阳棚、隔热保温等一整套主动降温工程措施。为切实保障青藏铁路运行安全，青藏铁路公司采取徒步检查重点冻土地段、抽调专业人员添乘机车检查、线路静态检查、轨检车检查、巡检车检查、晃车仪检查、安装轨道巡检雷达探测装置等措施，达到了比较理想的效果。青藏铁路开通运营以来，冻土稳定性已经受住了夏季和冬季的考验。
青藏高原地处雪域，因雪而风光旖旎。但对青藏铁路而言，雪却成为影响运输安全的隐患。青藏铁路采用了许多世界先进的设备，其中的线路道岔融雪设备就发挥着为青藏铁路运营安全保驾护航的作用。青藏铁路格拉段45个站中共有32个站安装有道岔融雪装置，在道岔遇雪时能够产生热量，融化并蒸发落在道岔上的积雪，保证道岔正常转换。
针对高原的特殊环境，铁路部门还采用了世界先进的大功率机车，建立了全方位的监控预警系统，包括室内外环境温度的监控、视频的监控、门警、防火以及大风监测等，为青藏铁路运输组织、设备维护、施工监控防护等方面提供了有力的保障。
青藏铁路平均海拔4000多米，最高达到5072米。高寒缺氧不但是青藏铁路建设过程中遇到的难题，而且是在运营过程中对卫生保障工作具有长期挑战性的问题。为使旅客在旅行中能得到有效的卫生医疗保障，每趟旅客列车都配备了相应的医疗设施、医护力量和应急预案，进行应急处置、救治工作。青藏铁路公司还与铁路沿线的7个地方和军区医院签订了《青藏铁路旅客列车发生重大突发事件医疗保障协议》，使旅客在列车上发生急病等情况下，能得到及时救治。
青藏铁路沿线土壤侵蚀类型多样，风力、冻融和水力侵蚀均有分布，特别是受高海拔、冻土、低温等因素影响，水土资源十分珍贵。而青藏铁路建成的水土保持设施工程质量总体优良，达到了有关技术规范、标准的要求，有效保护了“三江源”和青藏高原生态系统。
青藏铁路在沿线野生动物活动频繁区段，修建了33处野生动物通道，并设置了防护栏、警示牌和迁徙诱导等设施。根据青藏铁路环保验收调查期间的监测结果及2004年至2006年的监测资料，野生动物通道的使用效率明显提升，对铁路沿线野生动物的种群交流起到了积极作用。
为尽量减少铁路建设对植被的影响，青藏铁路建设者们在高寒草甸和湿地等施工区域，采取了将原生植被进行划块切割、异地培育和移植等植被保护措施。如今，这条钢铁大动脉已经成为横穿雪域高原的绿色“哈达”，线路两侧，草场依旧青青如茵，野生动物自由迁徙，呈现出一幅人与自然和谐相处的动人画面。