吉衡铁路西连衡阳站，东接吉安站，是连接京九线、京广线两大南北交通大动脉的重要通道，设计时速160公里。  

从吉安站到衡阳站，位于江西省西部、湖南省中东部，东连京九铁路和京港高铁，西接京广铁路和京广高铁。本线路从京九铁路上的吉安南站引出，一路向西到达革命老区井冈山市，过湖南省株洲市炎陵县，穿罗霄山脉南端，越浣溪，经茶陵县、攸县、郴州市安仁县，最后到达衡阳市东北部。

吉衡铁路是由原铁道部、江西省和湖南省三方出资修建的全线电气化单线铁路。它在 颜家垄站西接怀衡铁路，属于 兰厦铁路及 兰渝铁路南线渝怀厦铁路一部分，同时东接规划中的吉抚温铁路构成沪昆南线通道。