号称驶上“世界屋脊”的青藏铁路2006年7月1日全线开通试运营，标志着世界上海拔最高、线路最长、气候条件最恶劣的高原铁路建成。青藏铁路从西宁至拉萨全长1956km。在这一世界高原最具挑战性的工程项目上，中国铁路建设者破解并攻克了多年冻土、高寒缺氧和生态脆弱“三大难题”。
青藏铁路新建的从格尔木至拉萨的1142km路段中，约有500多千米要建在多年冻土层上，而在冻土层上修路，是世界上尚未完全解决的技术难题。因为冻土层含冰量大，冬天会发生冻胀，夏天又会发生融沉，易使路基变形，再加上全球性气温升高，原本已经十分复杂的问题就变得更为复杂了。为了攻克这一难题，中国的铁路科技工作者进行了长达40多年的科技攻关。几十年来，科学家们陆续开展了高原气象、多年冻土温场、冻土热学、冻土力学等基础研究以及冻土地区施工、桥梁建设、隧道等工程的实验研究。科学研究使我们大体摸清了冻土的脾气，找出了稳定冻土层的各种技术。例如以桥代路，在最敏感的冻土地带，可用修侨的办法跨过冻土带，大桥的桥墩建得很深，接触面又小，受冻土的影响不大；又例如采用热棒技术，也叫无源制冷虹吸管技术，它要求在路基上每隔3m左右插上一个里面装有介质的圆棒，其原理有点像冰箱和空调机中的制冷剂，夏天可以吸收外部的热量冷却冻土，冬天则可以吸收外部的冷温加固冻土层。
青藏高原有地球上其他地方看不到的高耸入云连绵不绝的高山、广袤无际的草甸、平展荒凉的大漠戈壁，青藏高原的环境是脆弱的、易毁的。如何保护好青藏高原的生念环境对建筑科技工作者是一个新挑战。为了保护我国特有的高寒草甸动物藏羚羊，照顾它们定期迁徙的特殊习性，沿线设计了多处野生动物的通道，有的筑成高桥，让它们在桥梁下通过；有的建成缓坡，便于它们迁徙通行。为了保护高原上的珍贵植被，被占用的有植被的地方都要先连腐殖土一起移到其他地方保存，等路基修好再移回已完成的路基边坡或已施工完毕的场地表面。在青藏铁路的错那湖段，施工单位先后种植了9万m2的草。景观也是一种资源，为了保护沿线的景观，许多施工单位都到目所不及的山的背面去取土挖石，使工程量大大增加。
在环境恶劣的条件下筑路也是高原铁路建筑的巨大难题。海拔每升高100m温度就下降0.6℃，海拔每升高1000m，氧气就减少10%。严密而科学的卫生安全保障系统保证了建设者们的健康。在青藏铁路的施工中，医务人员达到总人员的1.5%以上，是我国重大工程中医务人员比例最高的。针对高原水质含盐高、浑浊度大、不宜直接饮用的情况，医学专家们专门研制了水的净化装置。这一装置一天能生产供约7000人饮用的水量。为了解决缺氧问题，技术人员研制了大型制氧站，不仅保证了氧气供应，而且可以直接向施工隧道中进行弥漫性供氧，相当于使工作作业面的海拔降低了1200m。这些保障体系使青藏铁路的施工创造了世界高原作业的惊人奇迹——高原病的零死亡率。