수도권 외곽에서 서울 도심의 주요 거점을 연결하는 수도권 광역급행철도로, 2007년 경기도가 국토부에 제안해 추진됐다. 기존 수도권 지하철이 지하 20m 내외에서 시속 30∼40km로 운행되는 것에 비해 gtx는 지하 40∼50m의 공간을 활용, 노선을 직선화 하고 시속 100km 이상 (최고시속 200 km)으로 운행하는 신개념 광역교통 수단이다.
이는 사업 제안 이후 사업 타당성 조사를 거쳤으며, 2011년 국책 사업인 제2차 국가철도망 구축 계획(2011~2015년)에 포함됐다. 하지만 사업 추진 주체를 놓고 국토부와 경기도가 갈등을 겪고 사업 타당성에 대해서도 부정적인 결과가 나오면서 사업이 지연되기 시작했다. 결국 정부는 개발 시기를 늦춰 제3차 국가철도망 구축 계획(2016~2025년)으로 조정했다.
gtx는 A(경기 파주 운정∼화성 동탄역), B(인천 송도∼경기 마석역), C노선(경기 양주∼경기 수원역), 등 3개 노선으로 나눠지며, 3개 노선 모두 예비타당성 조사를 통과했다. gtxA, B,C 노선은 최고시속 200 km, 평균시속 100km의 속도로 주행하기 때문에 경기도나 인천에서 서울 도심까지 현재 2~3시간 걸리는 교통시간이 20~30분 이내로 대폭 단축될 것으로 전망되고 있다.