神延铁路是包西铁路的一段。自陕西神木县的神木北站至陕西延安市延安北站，正线全长382.4公里。总投资64.7亿元。北起神木北站，南至延安北站，全长382.4公里，途经榆林和延安的七县两区，年运输量1420万吨，是包头至柳州南北大通道上的重要组成部分。沿线设有车站38个，途经榆林、延安的7县2区。

1998年5月开工，2001年4月15日全线铺通，2002年2月8日首部列车开通，正式投入营运。神延铁路在神木与包神铁路、神朔铁路相连，在延安与西延铁路相接。神延铁路被陕北人民称为“幸福之路”。这条铁路和西延线、西康线的贯通，使从南到北挺起了1100公里的“铁脊梁”。

神延铁路在神木北站与神华集团的包神铁路、神朔铁路相连，在延安与西延铁路相接。