Степень изрезанности рельфа разная, от плоских степей до горных хребтов.
Трасса дороги пересекает 11 крупных рек, семь горных хребтов. На трассе дороги пробито восемь тоннелей, среди них самый большой в России — Северомуйский тоннель.
Построено 2230 больших и малых мостов. Магистраль проходит более чем через 200 железнодорожных станций и разъездов, более 60 городов и поселков.
Самое страшное - снежные заносы, они возможны на многих участках дороги. Это - затрудняет движение, возникает необходимость очистки пути, в этот переиод перевозки задерживаются. Морозы от 25 градусов влияют на работу двигателей тепловозов.
Весной-летом происходит затопление дороги паводковыми водами, что тоже парализует работу дороги на длительный срок.
Из истории:
Сооружение Транссибирской магистрали осуществлялось в суровых природно- климатических условиях. Почти на всем протяжении трасса прокладывалась по малозаселенной или безлюдной местности, в непроходимой тайге. Она пересекала могучие сибирские реки, многочисленные озера, районы повышенной заболоченности и вечной мерзлоты (от Куэнги до Бочкарево, ныне Белогорск) . Исключительные трудности для строителей представлял участок вокруг Байкала (станция Байкал — станция Мысовая) . Здесь приходилось взрывать скалы, прокладывать тоннели, возводить искусственные сооружения в ущельях горных речек, впадающих в озеро Байкал.
Погодные условия тоже не способствовали легкой работе. За два летних месяца здесь выпадало до 90% годовых осадков. За несколько часов ливня ручейки превращались в могучие водяные потоки. Вода заливала большие площади полей. Половодье наступало не весной, а в июле или в августе. За лето случалось до десяти — двенадцати сильных подъёмов воды. Работы велись также и зимой, когда морозы доходили до минус 50 градусов.