Der Gotthard-Basistunnel besteht aus zwei 57 km langen Einspurröhren. Zählt man sämtliche Verbindungs- und Zugangsstollen sowie Schächte hinzu, misst das Tunnelsystem über 152 km. Er verbindet das Nordportal in Erstfeld mit dem Südportal in Bodio. Mit einer Felsüberlagerung von bis zu 2300 Metern ist der Gotthard-Basistunnel nicht nur der längste, sondern auch der tiefste bisher gebaute Eisenbahntunnel der Welt.

Zwei Multifunktionsstellen in Faido und Sedrun (Kanton Graubünden) unterteilen die beiden Tunnelröhren in drei ungefähr gleich lange Abschnitte. Hier befinden sich die Nothaltestellen und je zwei Spurwechsel. Bei einem Ereignis wie einem Zugbrand oder einer Panne im Gotthard-Basistunnel fährt ein Zug wenn immer möglich aus dem Tunnel ins Freie. Ist dies nicht möglich, hält der Lokführer den Zug in einer dieser Nothaltestelle an.

Nebst dem Tunnel braucht es für die Zufahrt zu den Tunnels zahlreiche Kunstbauten wie Unterführungen und Brücken. Die offene Strecke im Urner Reusstal quert Siedlungsräume, Strassen, Gewässer und landwirtschaftliche Flächen Schutzmassnahmen gegen Lärm, Staub, Hochwasser und der Naturschutz sind deshalb ebenso wichtige Herausforderungen wie die technische Ausführung der neuen Bahnstrecke.

Die Eröffnung des Gotthard-Basistunnels hat am 1. Juni 2016 stattgefunden, fahrplanmässig geht er im Dezember 2016 in Betrieb.

Das Volksfest zur Eröffnung am 4./5. Juni 2016 hat beeindruckende Dimensionen: vier Festplätze bei den Tunnelportalen, tausende Mitwirkende und als Höhepunkt: Tunnelfahrten im Gottardo-Shuttle.