，一为天山南线，一为天山北线。南线经过了墩、鄯善、吐鲁番、达坂城最终到达轮台，线路长为五百七十四公里；而北线方案，则经木垒河、奇台、吉木萨尔抵达轮台。路线全长六百二十四公里。
北线的气候地质情况好，矿产、水源都丰富。但路线比南线多了五十公里，拔起高度增大。投资将多两百万两，同时北线地理位置偏僻，人口少，经济效益低，最重要的是西域铁路规划中是有南线的，即南域铁路，如果选择北线，那势必又增加了铁路向南延伸的长度，这对于整个西域铁路网的经济运行是极为不利的。
以上是以经济效益来考虑的。但如果为求修筑速度，那就一定选择北线。南线虽然有那么多好处，可南线要经过百里风区和三十里风口，同时沿途缺少水源，不能全线展开施工，这段线路的铺筑将会极为艰难，特别是铁路要经过三百一十公里的戈壁和丘陵地带，修筑难度大、土方量大，最后是翻越天山那一段。线路地势极为险峻，十二座隧道总延长为四千四百五十五点六米，洞头最深路堑最深处为二十三点九米，最低处为四点七米。最少要两年才能凿通。
南北两线的不同选择将使工程最少拖后一年半，除了这段线路，玉门到伊吾的路线、轮台出国境的路线都有类似的