西安地铁4号线呈南北走向，共设29座车站。
南端起点为航天新城站，途经航天产业基地等区域。其中航天东路站方便乘客前往周边航天相关单位和住宅区。
线路向北经过大雁塔站，该站与3号线换乘，周边有著名的大雁塔景区，吸引大量游客。继续前行到大唐芙蓉园站，临近大唐芙蓉园，为游客游览提供便利。
进入市区后，有李家村站、建筑科技大学·李家村站等站点，服务周边学校、商业区和居民区。
到达市中心，有五路口站，与1号线换乘，处于繁华商业地段。
再向北，有大明宫北站、大明宫站，靠近大明宫国家遗址公园。
线路北端终点为北客站（北广场）站，与2号线、14号线换乘，方便旅客前往西安北站，满足人们的出行需求 ，有效缓解城市交通压力，加强城市南北区域的联系与交流。
