穗深城际铁路正线全长73.996公里，设计时速140公里/小时。全线设新塘南站、中堂站、望牛墩站、东莞西站、洪梅站、东莞港站、厚街站、虎门北站、虎门东站、长安西站、长安站、沙井西站、福海西站、深圳机场北站、深圳机场站共15个车站，其中厚街站、虎门北站、虎门东站、深圳机场北站、深圳机场站为地下站，其余均为高架站，从中堂到长安之间的10个站均为东莞地区车站，覆盖了东莞多个城镇。穗深城际铁路票价与广深城际铁路票价基本相当。
开通运营初期，穗深城际铁路每日最多开行37趟动车组列车，其中广州东站往返深圳机场站33趟，新塘南站往返深圳机场站4趟。日常开行33趟，其中广州东站往返深圳机场站29趟，新塘南站往返深圳机场站4趟。