设车站13座，平均站间距2.2公里。分别是：广州东站、林和西路站、体育西路站、珠江新城站、赤岗塔站、客村站、大塘站、沥滘站、厦滘站、大石站、汉溪站、市桥站、番禺广场站。
广州地铁三号线是实现城市总体规划，拉开城市布局，加快城市向南发展的战略线路，其功能定位是加强广州与番禺区以及周边地区的交通联系，促进海珠区发展和提升番禺新区的社会经济地位，巩固广州作为华南地区中心城市的地位，进一步增强其与珠江三角洲城市群的联系，提高国际影响力和竞争力。
线路呈南北"Y"字形走向，从北向南贯穿广州市区新城市中轴线和番禺区发展轴线。线路向北与机场快线衔接，向南延伸至广州新城。三号线全长36.86公里，共设18座车站，1座车辆段，新建2座主变电站，1座控制指挥中心。
主线由广州东站至番禺广场，长28.73公里，设车站13座，平均站间距2.2公里。分别是：广州东站、林和西路站、体育西路站、珠江新城站、赤岗塔站、客村站、大塘站、沥滘站、厦滘站、大石站、汉溪站、市桥站、番禺广场站。
支线由体育西路至天河客运站，长7.43公里，设5座车站，平均站间距1.4公里。分别是：天河客运站、五山站、华师站、岗顶站、石牌桥站。
线路在天河南一路与地铁一号线体育西路站换乘；在新港中路与地铁二号线客村站换乘。
按照计划，三号线今年年底将开通广州东站-客村段，沿线的车站有东站—林和西—体育西—珠江新城—赤岗—客村，其余站点明年底开通。另外，按照远期规划，三号线除了往北延伸至新机场外，南面到达番禺广场后将折向东，穿过广州新城后直达海鸥岛，届时全线将达84公里，为广州地铁中最长的线路。