1994年，西安市提出城市快速轨道交通线网规划，由4条线组成，线网总长度73.17公里，并纳入1999年经国务院批复的《西安城市总体规划（1995—2010年）》。
2004年，西安市重新编制了城市快速轨道交通线网规划，其目标是形成以公共交通为主体，轨道交通 为骨干，其它公交为辅助的多元化、快速、高效、环保的城市公共交通体系，实现公共交通的可持续发展，形成“棋盘加放射型”的城市快速轨道交通线网布局。
轨道交通线网远期规划由6条线组成，总长251.8公里。
(1) 一号线：（后围寨~纺织城）
该线路位置为西安市东西向主客流走廊。线路起迄点后围寨、纺织城是西安市对外交通枢纽。该线路穿越西安城区的东西，通过市区最繁华的地区和人口最稠密的地区，同时，线路连接主城东西轴和上城西客运站、西安客运站、康复路批发市场、长乐路客支站、半坡客运站等大型客流集散点和长途客运枢纽。一号线向西延伸至咸阳市人民广场，为西咸一体化创造有利条件；向东延伸至临潼旅游渡假区，可大大促进西安市旅游事业的发展及沿线土地开发利用，进一步加强西安作为国际级旅游城市的地位。该线为轨道交通线网中的骨干线。
(2) 二号线：（铁路北客站~韦曲）
该线路位置为西安市南北向主客流走廊，线路将郑州至西安高速铁路北客站、张家堡广场、城市中心北大街及钟楼、南郊省体育场、小寨商业文化中心、西安国际展览中心、长安区等大型客流集散点串联起来，沿途分布有张家堡客运站、城北客运站、明德门客运站等长途客运枢纽。二号线与一号线构成轨道交通线网中的十字骨架，是线网中的骨干线。
(3) 三号线：（新筑~侧坡村）
该线路为东北、西南走向。线路沿城市主要客流走廊东二环敷设，毗邻西安浐灞新区、兴庆公园，经国家级历史文物景点大雁塔、陕西省历史博物馆、小寨商业文化中心、西安高新技术产业开发区、长安科技产业园等客流及人口密集区，促进城市发展空间向东北、西南方向拓展。
(4) 四号线：（草滩农场~韦曲科技产业园）
线路连接草滩现代农业开发区、张家堡广场、曲江旅游度假区、韦曲科技产业园，途经既有西安火车站、明城墙内五路口及大差市、历史文物景点大雁塔等客流密集区。四号线对于城市南北向客流转换起到了辅助和补充作用。
(5) 五号线：（纺织城火车站~六村堡（纪阳））
五号线东端的纺织城火车站为既有西康铁路客运站，是西安铁路枢纽的辅助客站。连接六村堡工业园区、纪阳组团，途经曲江旅游度假区、西安国际展览中心及三桥交通枢纽等大的客流集散点，将辅助一号线分流城区内东西向客流。
(6) 六号线：（纺织城~长安科技产业园）
线路连接东郊纺织城、明城墙内东、西大街及钟楼、南郊大学城、西安高新技术产业开发区及长安科技产业园等工商业聚集区和人口密集区。可辅助一号线对主城区客流起到较大的分流作用，缓解主城核心区的交通压力，同时可带动东郊纺织城社会经济发展及产业结构调整、南郊大学城土地综合开发利用，拓展城市发展空间。
该线网规划中轨道交通在主城区内的线网密度0.338km/km2，明城墙区内线网密度1.146km/ km2。覆盖了全市61个主要客流集散点中的52个。
线网形成后，轨道交通方式的出行量将占居民总出行量的25%，占公交出行量的50%。
以西安钟楼为中心，在无轨道交通的情况下，公交40分钟的出行范围是251.96平方公里，大约覆盖主城区1/3的面积；而在有轨道交通的情况下，公交40分钟的出行范围可以达到853.42平方公里，覆盖了整个主城区。
线网中一、二、三号线为骨干线，既满足了城市东西向、南北向主轴线上的客运交通需求，又向外拓展了城市发展空间。四、五、六号线是轨道交通网的辅助线，主要满足城市功能组团之间的交通需求，对线网进行加密完善。
线网总体实施步骤
第一阶段（2006～2011年）：建设二号线（铁路北客站～韦曲，26.4公里），以缓解城市南北向主客流走廊的交通压力，为城市中心区的逐步外移、市政府北迁及郑州至西安客运专线西安火车站密集客流的疏导创造有利条件，同时拓展西安市空间结构，引导城市向北、向南发展。
第二阶段（2010～2015年）：建设一号线（后围寨～纺织城，23.9公里），形成西安市主城区“十字”型轨道交通骨架网，以缓解城市东西向及南北向主客流走廊的交通压力，同时双方向拓展城市空间，加快城市郊区经济发展，为西咸一体化及临潼旅游区的发展创造便利的交通条件。
第三阶段（2016～2020年，远期）：建设三号线（44.3公里），进一步优化中心城区线网结构，扩大线网规模，同时加强主城核心区与外围组团的联系，支持城市新中心的形成。
第四阶段（2021年～2050年，远景）：建设四、五、六号线和一号线东、西延伸段及二号线北延伸段（157.2公里），完善主城核心区内部轨道交通网及对外交通联络，完善线网覆盖范围和密度，提高快速轨道交通系统的服务水平，形成西安市完整的城市快速轨道交通网络。
