该隧道由北京市市政设计研究总院设计，由铁道部十六局四处负责施工，隧道附近山峦起伏，海拔550～770M，地质构造复杂，挤压破碎带和断层多，地下水较丰富，Ⅱ、Ⅲ类围岩占60%以上。

隧道横断面设计为五心圆圆拱曲墙型式，净宽13.1M，净高7.3M，横坡1.5%，两侧设电缆槽及排水系统，隧道中心设排水盲沟。该隧道为单向行驶的三车道隧道，由延庆方向向昌平方向下坡行车，隧道纵坡为2.7%，两个洞门高差为93.2M，洞内为砼路面，隧道内设置有照明、信号、通讯、通风、供电、供水、消防和监测等系统。