青藏铁路所面临的主要困难是高原缺氧、冻土、环境保护，而随着中国政府最近宣布修建该条铁路，如何解决这三大问题就成为人们所关注的焦点。
【克服高原缺氧新思路】
首先，高原缺氧不但使人体不适，也会降低以内燃机为动力的各种机器的功效，如导致列车的牵引力下降。《了望》新闻周刊报道，为解决此问题，决定采用“快速通过高原、减少布点、减少定员、减少劳动力度”的总体设计思路：
1.提高列车在高原的运行速度，使旅客和货物尽可能地快速通过高原；
2.最大限度地减少高原的车站数量。另减少高原列车、车辆作业环节，以减少工作人员；
3.大力推行自动和机械化作业，减少用工数量，降低劳动强度；
4.采用保护冻土的设计原则，选用适合该地区的工程结构、路基支挡、加固措施；
5.改进内燃列车，提高牵引力（高原电网建设滞后，目前无法用电力牵引）。
【保持地基冻结状态】
其次，是冻土问题。即下面的土由于冻结，土一膨胀，把钢轨顶起来，冻土一融化，冻结体积就会缩小，轨道路面会因而降下，造成有的钢轨高低不平，无法正常通车。
虽然青藏铁路穿过冻土区有550千米，真正的冻土地不到400千米。在这400千米中，属于较不稳定、不稳定多年冻土地区不会超过190千米，其中极不稳定高温冻土地段在100千米内。
依据冻土区的地质条件，将采取以下冻土设计原则：
1.在年平均地温较低的稳定型多年冻土区，采取保持地基冻结状态的设计原则；
2.在年平均地温较高、含冰量较少、路基沉降量可得到有效控制的地段，采用施工及运营期允许融化的原则；
3.在极不稳定的冻土地段，可采用铺设保温层、通风路基、清除富冰冻土、热桩、以桥代路等综合技术措施；
4.在不融沉或弱融沉的少冰冻土、多冰冻土地区，可采取不考虑建筑物热力影响的常规设计法。
【保护大小环境】
最后是环境问题。青藏高原面积122万平方千米，修建铁路所影响的范围最多仅在线路两侧各500米内；青藏铁路全线不过1000平方千米，且呈线状分布，因此工程不会对大环境造成影响。
就小环境来说，青藏铁路多是沿青藏公路走行，基本上无新开辟通道，且采取多种环境保护措施，如对高原植被、冻土区的保护、严控废物排放等，把对生态的扰动降到最低点。
捕杀野生动物、随意开辟施工便道、任意就近取弃土、铲草皮，甚至用推土机直接在路基两侧推土填筑等也是严禁的。
甚至严格规定只能在冬季对冻土区施工，以免破坏冻土的热平衡和稳定性。
由于青藏高原地质历史原始而年轻，生态系统复杂且极为脆弱，生物多样性保护难度大又易遭受破坏，因此，环境保护尤为重要。青藏铁路格拉段全长1118千米，位于高原腹地，青海境内有564千米，其沿青藏公路修建。在青海境内修建涉及的敏感问题较多，一是穿越可可西里国家级自然保护区和三江源省级自然保护区的缓冲区；二是高原有蹄类动物的迁徙活动受到一定程度的制约；三是切割阻断环境的情况贯穿于始终，对湿地、草甸环境与植被发育及保护有较大的影响；四是施工运营可能会引起水源区沙化，水质污染以及诱发地质灾害等。

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