繼第二條過境直通鐵路廣深港高速鐵路即將上馬，香港和深圳兩地政府亦計劃興建第3條過境直通鐵路。
     港深兩地已協議擴大連接港深機場的鐵路計劃，並仿效歐洲的列車，一車兩終點，同一列車上部份車卡只載機場轉機客，其餘車卡則載過境客來往深圳蛇口附近的前海新口岸，以及大嶼山大蠔的新口岸。港深機場鐵路研究預計於2008年底前完成。兩地政府已成立技術小組展開研究，稍後將招標聘請顧問公司進行技術及財務可行性研究，完成後再進行工程詳細設計。

     港、深雙方初步劃定新鐵路走線，鐵路全長約50公里，由香港赤鱲角機場島地底，向海建造海底隧道，經過屯門對開海底，在蛇口附近的前海重返地面，然後往深圳機場。

     兩地政府亦研究進一步擴大兩地機場鐵路計劃，把港深機場鐵路發展為兩地第3條直通火車鐵路，選址在深圳的前海及大嶼山的大蠔，設立出入境口岸。深圳前海位於蛇口毗鄰，當地將興建地鐵連接；香港方面，新鐵路將先抵赤鱲角機場，再往大蠔口岸，大蠔也可能是港珠澳大橋的口岸。