西安地铁4号线线路南起航天产业基地航天新城站，北至西安北站。线路全长35.2km，共设车站29座（换乘站10座），全部为地下线路。最大站间距1.km，平均站间距约1.km。全线设车辆段和停车场各一处，车辆段位于航天新城站北侧，停车场位于机场高速路与尚稷路路口东侧象限。
西安地铁4号线主方向为南北向，线路贯穿西安国家民用航天产业基地、曲江新区、雁塔区、碑林区、明城中心区、未央区、经济技术开发区等。经过的大型客流节点有北客站、大明宫、火车站、大雁塔等。线路由南向北沿航天南路、神舟四路、芙蓉西路、雁塔北路、和平路、解放路、自强东路、太华路、凤城八路、文景路布设。
西安地铁4号线设置站点分别为：北客站(西安北站)、尚新路站、凤城十二路站（出口加工区）、凤城九路站（北李）、文景路站（市*府）、行*中心站、凤新路站（市委）、常青路站、百花村站（百花）、曹家庙站、玄武路站（玄武门）、大明宫站、含元路站（望仙门）、火车站（西安站）、五路口站、大差市站、和平门站、李家村站、后村站、大雁塔站、大唐芙蓉园站、雁南四路站、金泘沱站、航天大道站（夏殿）、飞天路站（高望堆）、航创路站（西兆余）、神舟大道站、航天东路站、航天新城站。
西安地铁4号线全线设计10座换乘站，北客站换乘2号线和机场线，行*中心站换乘2号线，曹家庙站换乘8号线，五路口站换乘1号线，大差市站换乘6号线，李家村站换乘5号线，大雁塔站换乘3号线，雁南四路站换乘8号线，航创路站换乘9号线。
西安地铁4号线试验段年开建，试验段为五路口-大雁塔，设后村、和平门、大差市、五路口、李家村五个车站，试验段工程正线长5.11km，均为地下线，含5站5区间。其中后村站、和平门站、大差市站、五路口站采用半铺盖法施工，李家村站采用全明挖法施工。
西安地铁就站名向大家征求意见：
为了使广大市民能够参与轨道交通规划和建设，充分体现民声民愿，更好的提升地铁服务功能，西安市地铁建设指挥部办公室自6月12日起对地铁四号线拟设的29座车站、1座车辆段和1座停车场的站名和站位进行公示，欢迎市民群众提出书面建议和意见。地铁四号线呈南北走向，南起航天新城站、北至北客站，线路贯穿航天、曲江、未央、经开等8大区域，长度35.2公里，均为地下线，全线共设29座车站，1座车辆段和1座停车场。征集时间：6月12日-6月22日征集方式：1、书面方式：请将邮件邮寄至西安市地铁建设指挥部办公室总工办。