京包鐵路是通向中國西北地區的鐵路幹線。沿線經過冀北山地（燕山-太行山山脈）、張北圍場高原、大同盆地、內蒙古高原到達河套平原。既是壹條晉煤外運線，又是壹條與蒙古國、俄羅斯聯邦相通的國際線的壹部分。
京包鐵路從北京北站開出，經過北京市高等院校集中區（包括清華大學、中央財大、北京交大、地質大學、北航、北林等大學），經過海澱的中關村園區，過南沙河離開北京市區轉向西北過昌平區。過南口站進入冀北山地，過居庸關在青龍橋站（上行線）和青龍橋西站（下行線，轉向經過兩次隧道）換向繼續爬坡，穿過八達嶺長城，到康莊鎮繼續向西穿過燕山（南口站和康莊站兩次更換機車），繼續向西過官廳水庫（媯水河）沿著洋河經懷來縣沙城鎮，宣化區到張家口。
從張家口南站向西經萬全區，在懷安縣柴溝堡鎮轉向西南，沿著洋河經大同天鎮縣，陽高縣向西進入大同，在大同站轉彎向北穿過長城，進入內蒙古自治區豐鎮市，經過察哈爾右翼前旗到達烏蘭察布。
從烏蘭察布轉向正西，穿過河套平原（土默川平原）經卓資縣到達呼和浩特（正線從白塔站向南繞過呼和浩特直到畢克齊站，繼續向西沿著黃河，經察素齊（土左旗）和薩拉齊（土右旗）到達包頭市的包頭東站和包頭站。
京包鐵路全長808km（至現包頭東站，至包頭站為824km），其中內蒙古自治區境內長度405km
京包鐵路自北京北站起，至包頭站止，全線***設有車站90座（不含支線、聯絡線上車站）。其中特等站1座（大同站），壹等站6座（北京北站、沙城站、宣化站、呼和浩特站、包頭東站、包頭站），二等站3座（南口站、張家口南站、集寧南站），三等站14座，其余為四等站及五等站。
京包鐵路全程跨越北京市、河北省、山西省、內蒙古自治區四個省級行政區。北京市境內***設站13座，河北省境內設站17座，山西省境內設站13座，內蒙古自治區境內有車站47座。
自北京北站至柴溝堡站區間為北京鐵路局管轄；
自柴溝堡站至大同古店站區間為太原鐵路局管轄；
自古店站至包頭站區間為呼和浩特鐵路局管轄。
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