线路西起西安市西大门后围寨，沿枣园路一路东行，经阿房宫、汉城北路、城西客运站至丝绸之路群雕后，沿大庆路经沣惠路、桃园路、劳动路至玉祥门。线路穿越古城墙后沿莲湖路、西五路、东五路经北大街、解放路至朝阳门，穿越古城墙后，沿长乐路经康复路、西京医院、金花北路、万寿路，西行跨浐河后沿纺北路至终点纺织城车站。线路全长23.9千米，设车站17座。
远期规划一号线西延伸段：从一号线后围寨车站沿西兰公路一路西行，跨渭河后沿咸阳市人民路至咸阳市人民广场，长度约12.5千米；一号线东延伸段：从一号线纺织城车站东北向跨灞河，经洪庆、斜口镇至临潼，长度约17.4千米。
功能定位：该线路位置为西安市东西向主客流走廊。线路起点后围寨为西安市对外交通的西大门，后围寨连接西宝高速、西兰公路、西户公路、快速干道、西宝高速疏导线等，是西安市西向对外交通枢纽；终点纺织城东向连接西潼高速、西潼公路、西蓝高速、西韩公路等，是西安市东向对外交通枢纽。线路连接西郊汉城路、玉祥门，城市中心北大街、解放路，东郊金花路、长乐路以及城区内城西客运站、西安客运站、康复路批发市场、长乐路客运站、半坡客运站等大型客流集散点和长途客运枢纽。远期规划一号线向西延伸至咸阳市人民广场，为西咸一体化创造有利条件；向东延伸至临潼旅游度假区，可大大促进西安市旅游事业的发展及沿线土地开发利用，进一步加强西安作为国际级旅游城市的地位。因此，从一号线在城市中所发挥的作用和在交通中的重要地位分析，将其确定为规划轨道交通线网中的骨干线。
二号线：铁路北客站—韦曲
线路北起规划郑州至西安高速铁路西安北客站，向南经城运村，沿未央路经张家堡、方新村、龙首村、自强路至北门，线路穿越古城墙后，沿北大街经莲湖路，绕钟楼沿南大街至南门，穿越古城墙后，沿长安路经南稍门、友谊路、省体育场、小寨、八里村至长延堡，绕电视塔继续南行，经长安区长安北街、长安南街至终点西寨村，设终点站韦曲站。线路全长26.4千米，设车站20座。
远期规划二号线从西安铁路北客站向东北方向延伸至草滩镇陈家堡，长度约为6.13千米。
功能定位：该线路位置为西安市南北向主客流走廊，线路将郑州至西安高速铁路西安北客站、张家堡广场、城市中心北大街及钟楼、南郊省体育场、小寨商业文化中心、西安国际展览中心、长安区等大型客流集散点串联起来，沿途分布有张家堡客运站、城北客运站、明德门客运站等长途客运枢纽。线路北端连接西铜高速、西延高速、210国道，南端连接西康高速，是南北向对外交通要道。二号线与一号线构成轨道交通线网中的十字骨架，是线网中的骨干线。
三号线：新筑—侧坡村
线路北起灞桥新筑镇，向南延伸至香湖湾后折向西南，跨灞河后南行经浮沱寨、辛家庙，沿东二环经长缨路、长乐路、互助路、咸宁路、建工路至西影路后折向西，沿西影路经三兆路、大雁塔、小寨、吉祥村继续西行，经太白南路、唐延路、丈八北路至周家寨后折向南，经东焦村、袁旗寨、邓店新村至终点长安侧坡村。线路全长44.3千米，共设车站30座。
功能定位：该线路为东北、西南走向。线路起于新筑镇，沿城市主要客流走廊东二环敷设，毗邻西安浐河综合开发区、兴庆公园，经国家级历史文物景点大雁塔、陕西省历史博物馆、小寨商业文化中心、西安高新技术产业开发区、长安科技产业园等客流及人口密集区，可大大缓解沿线交通压力；对外连接西阎高速、西户高速、210国道；同时促进城市发展空间向东北、西南方向拓展，符合西安市城市空间发展规划，三号线与一、二号线共同构成规划线网中的骨干线。
四号线：草滩农场—韦曲科技产业园
线路北起西安北郊草滩现代农业开发区，跨规划郑州至西安高速铁路客运专线、北三环、尚稷路后沿朱宏路南行，至凤城七路折向东，经张家堡至太华路，沿太华路南行至马旗寨，在含元殿西南方向下穿既有西安火车站后，沿解放路南行，经大差市、和平门、李家村至后村，绕大雁塔，沿雁南路前行至水厂路后折向东南，直达韦曲科技产业园。线路全长35.2千米，共设车站23座。
功能定位：该线主方向为南北向，大部分地段与二号线平行。线路连接草滩现代农业开发区、张家堡广场、曲江新区、韦曲科技产业园，途经既有西安火车站、明城墙内五路口及大差市、历史文物景点大雁塔等客流密集区，缓解二号线在市中心区的客流压力。因此，四号线对于城市南北向客流转换起到辅助和补充作用，将其确定为规划轨道交通线网中的辅助线。
五号线：纺织城火车站—六村堡（纪阳）
该线为线网中惟一有支线的线路。线路东起西康铁路纺织城火车站，西南前行跨浐河、长鸣路后，绕曲江新区，经长延堡至明德门后折向北，经吉祥村、过南二环、至黄雁村后折向西，沿友谊西路，经劳动南路西北前行至昆明路，沿昆明路西行至西窑头，然后折向北跨西余铁路、规划西三环至一号线三桥车站后，继续沿建章路北行至终点六村堡尤西路；五号线支线从西窑头继续西行经阿房宫、和平村、西围墙至纪阳寨后折向北至终点纪阳车站。线路全长44.89千米，共设车站31座。
功能定位：五号线主方向为东西向，大部分地段和一号线平行。东端的纺织城火车站为既有西康铁路客运站，是西安铁路枢纽的辅助客站，西端主线连接六村堡工业园区，支线连接纪阳组团，途经曲江新区、西安国际展览中心及三桥交通枢纽等大的客流集散点，将辅助一号线分流城区内东西向客流。因此，将其确定为规划轨道交通线网中的辅助线。
六号线：纺织城—长安科技产业园
六号线东起一号线纺织城车站，西南向前行至纺西街，经纺一路、纺四路至纺南路后，西行跨浐河，经纬什街，沿咸宁路至兴庆宫后，沿兴庆路北行，至互助路折向西，经东门、大差市、钟楼、西门至西稍门后折向南，沿劳动路、高新路，经木塔寺继续南行，至长安科技产业园大学城后折向西，经茅坡、邓店新村至终点长安科技产业园站。线路全长41.08千米，共设车站26座。
功能定位：六号线在城市中心区和一号线基本平行。线路连接东郊纺织城、明城墙内东、西大街及钟楼、南郊大学城、西安高新技术产业开发区及长安科技产业园等工商业聚集区和人口密集区。可辅助一号线对主城区客流起到较大的分流作用，缓解城市中心区的交通压力，同时可带动东郊纺织城社会经济发展及产业结构调整、南郊大学城土地综合开发利用，拓展城市发展空间，是规划轨道交通线网中的辅助线。