Mục tiêu lập quy hoạch nhằm nghiên cứu các phương án phát triển mạng lưới đường sắt quốc gia đến năm 2050, đưa ra lộ trình đầu tư phù hợp nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải, đảm bảo kết nối ngành, góp phần bảo đảm quốc phòng, an ninh, hạn chế ô nhiễm môi trường; tăng cường năng lực hội nhập của nền kinh tế trên cơ sở xây dựng mạng lưới đường sắt hiện đại, nâng cao tính thị trường, tập trung phát triển các hành lang vận tải gắn kết chặt chẽ với các hành lang kinh tế đô thị và nông thôn.
Một mục tiêu nữa là nghiên cứu đề xuất các giải pháp chủ yếu về cơ chế, chính sách phát triển mạng lưới đường sắt; là một công cụ hiệu quả, hiệu lực của Nhà nước trong việc điều hành phát triển giao thông vận tải đường sắt, đồng thời là cơ sở để xây dựng kế hoạch phát triển ngành giao thông vận tải 5 năm và hàng năm.
Nội dung quy hoạch cần phân tích, đánh giá yếu tố, điều kiện tự nhiên, nguồn lực, bối cảnh, thực trạng về phân bố, sử dụng không gian của mạng lưới đường sắt; dự báo xu thế phát triển, kịch bản phát triển và biến đổi khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến mạng lưới đường sắt; đánh giá về sự liên kết ngành, liên kết vùng trong việc phát triển mạng lưới đường sắt; xác định yêu cầu của phát triển kinh tế-xã hội đối với việc phát triển mạng lưới đường sắt trong kỳ quy hoạch; những cơ hội và thách thức; xác định các quan điểm, mục tiêu phát triển mạng lưới đường sắt.
Về phương án phát triển mạng lưới đường sắt, nội dung quy hoạch cần định hướng phân bố không gian phát triển mạng lưới đường sắt, xác định quy mô, mạng lưới đường, định hướng kết nối với các lĩnh vực giao thông vận tải khác và kết nối với các đầu mối giao thông quan trọng (cảng hàng không, cảng biển, cảng đường thủy nội địa...).
Bên cạnh đó, nội dung quy hoạch cần xác định loại hình, vai trò, vị trí, quy mô, định hướng khai thác, sử dụng và các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, công nghệ gắn với phân cấp, phân loại theo quy định của pháp luật chuyên ngành đối với các tuyến đường quan trọng trong mạng lưới đường sắt, đồng thời định hướng kết nối giữa các phương thức vận tải, giữa mạng lưới đường sắt trong nước và quốc tế, kết nối với hệ thống đô thị và nông thôn, hệ thống cơ sở hạ tầng phòng, chống thiên tai và thủy lợi, hệ thống du lịch và các hệ thống kết cấu hạ tầng khác.