正线从包西铁路黄陵北塬站引出，经白水、澄城、合阳北到侯西铁路芝阳站、韩城，其中陕西境内线路长128.35公里，设计时速每小时120公里。

其中线路中的纵目沟特大桥是目前国内首创采用柱板式空心墩技术建造的铁路高墩桥。黄韩侯铁路是陕晋两省煤炭外运的重要通道，开通后对沿线的矿产资源开发，完善区域交通运输结构，增强煤炭运输能力有重要意义，同时榆林、延安黄陵到韩城的铁路客运时间也缩短了4小时以上。