GTX는 수도권광역 급행철도라고도 한다. GTX는 수도권의 심각한 교통난을 개선하려는 목적으로 경기도가 국토해양부에 제안해 건설 사업을 추진하고 있다. 2007년부터 논의가 이루어졌고, 2009년 6월부터 국토해양부의 타당성 검토가 시작되었다. 2011년 착공해 2016년 개통을 목표로 하고 있으며, 예상 사업비는 13조9천억 원이다.

GTX는 지하 40~50m에 터널을 건설해 노선을 직선화함으로써 기존 전철보다 3배 이상 빠른 속도로 운행할 예정으로, 표정속도(表定速度; 정차시간을 감안한 평균속도) 시속 100km, 최고 시속 200km에 달한다. GTX가 건설되면 경기도 전역에서 서울까지 30분, 서울과 인천, 그리고 경기도를 아우르는 수도권은 1시간 내에 통행할 수 있을 것으로 예상된다. 경기도는 2009년 4월 국토해양부에 제출한 사업안을 통해 3개 노선을 제안하였다.

노선 A(킨텍스~동탄 노선)는 경기도 고양시 킨텍스에서 경기도 화성시 동탄 신도시(킨텍스~용산~강남~성남 또는 판교~죽전 또는 기흥~동탄)를 연결하는 74.8km 구간으로, 경기도 서북부와 서울 도심, 경기도 동남부를 가로지르게 된다.

노선 B(청량리~송도 노선)는 서울시 청량리에서 인천시 송도(청량리~용산~여의도~당아래~부평~송도)까지 연결하는 49.9km 구간으로, 통행량이 많은 서울 도심과 부천, 인천을 지나간다.

노선 C(의정부~금정 노선)는 경기도 의정부시에서 경기도 군포시 금정(의정부~창동 또는 상계~청량리~강남~양재~과천~군포)까지 연결하는 49.3km 구간으로, 서울 동부권을 중심으로 경기도 남북축을 가로지르게 된다. 이 제안대로 GTX가 건설되면 동탄~삼성(서울 강남) 간 출근시간은 66분에서 18분으로, 삼성~일산 간 교통시간은 83분에서 22분으로 단축될 전망이라고 한다.