Нормируемые параметры трасс советского М. в плане и профиле обеспечивают высокие эксплуатационные качества пути и плавность хода поездов. План линий М. определяется расположением основных районов высокой концентрации пассажиров, городской планировкой, транспортными и инженерными подземными коммуникациями (автомобильные тоннели, магистральные коллекторы и др.). При мелком заложении тоннели, как правило, сооружаются вдоль основных магистралей города. Наименьший радиус кривых, который разрешается применять на главных путях М. СССР, равен 500 м, что значительно превышает соответствующие показатели зарубежных метрополитенов (Лондон — 100 м, Мадрид — 90 м, Берлин — 75 м).
При проектировании продольного профиля линии М. учитываются особенности эксплуатации подвижного состава и необходимость устройства водоотвода. Допускается наибольший уклон путей 0,040%, наименьший — 0,003%. Станции располагаются в плане на прямых участках, а в профиле линии — на возвышениях. Ширина колеи советского М. одинакова с шириной нормальной ж.-д. колеи (1520 мм). В зарубежных М. наиболее распространена ширина колеи 1435 мм. Однако в некоторых странах отсутствует единый стандарт на ширину колеи (в Японии, например, приняты колеи 1067, 1372, 1435 и 2180 мм). На отдельных линиях М. в Париже, Монреале, Мехико и Саппоро имеется специальная колея для поездов на пневматических шинах (с бетонными дорожками), что обеспечивает плавность и бесшумность движения поездов и позволяет трассировать линии с увеличенными уклонами.
Станции метрополитена. Особое положение в комплексе сооружений М. занимают станции, вестибюли и пересадочные узлы, непосредственно связанные с обслуживанием пассажиров. Наряду с выполнением своих основных функций они должны обеспечивать безопасность пассажиров, обладать определёнными удобствами (в т. ч. максимально короткий путь от поверхности к перронным залам и в обратном направлении, чистота и оптимальная температура воздуха и др.). В местах пересечений или соприкосновений различных линий М. сооружаются пересадочные (узловые) станции. Их перронные залы соединяются лестницами и коридорами (узлы коридорного типа) или только лестницами либо эскалаторами (узлы двухъярусного — т. н. башенного типа), а иногда располагаются в одном уровне, с пересадкой «через платформу» непосредственно из вагона в вагон (узлы объединённого типа).
В СССР станции М. и переходы оборудуются эскалаторами для подъёма пассажиров на высоту более 5 м. При высоте более 7 м предусматриваются эскалаторы и для спуска пассажиров. В зарубежной практике иногда применяют подъёмники лифтового типа с кабинами вместительностью до 130 человек.
Станции мелкого заложения сооружаются главным образом со вскрытием поверхности. Для их перекрытия используются стоечно-балочные конструкции с 1, 2 или несколькими рядами опор или сводчатые конструкции, рассчитанные на нагрузки от массы земли толщиной 1—2,5 м и движущегося по поверхности уличного транспорта. Станции глубокого заложения обычно представляют собой сочетание 2, 3 или нескольких тоннелей с монолитной или сборной обделкой, выдерживающей давление вышележащих пород. Обделка в каждом тоннеле состоит из замкнутых и соединённых между собой колец, образованных чугунными или железобетонными тюбингами. Эти станции подразделяются на пилонные и колонные. В пилонных станциях М. (рис. 1) опорами перекрытия служат массивные пилоны, образованные 2—4 или большим количеством тюбинговых колец, в колонных (рис. 2) — стальные или железобетонные колонны. Строительство колонных станций дороже и сложнее строительства пилонных, но более открытое внутреннее пространство колонных станций удобнее для движения массовых потоков пассажиров и облегчает их зрительную ориентацию. В основном в периферийных районах городов, где проходят наземные линии, сооружают станции в виде павильонов или с открытыми платформами, защищенными лёгкими навесами и козырьками. Тип станции во многом зависит от конкретных условий строительства (особенно от гидрогеологической обстановки). Первые станции лондонского М., сооружавшиеся под проезжей частью улиц, имели сводчатые перекрытия из кирпича с вентиляционными решётками, устроенными непосредственно на тротуарах. Поездные пути располагались по центральной продольной оси станции М., по сторонам путевого полотна находились две боковые пассажирские платформы (этот тип станции с узкими, шириной 1,5—3 м, боковыми платформами, простой по устройству, но недостаточно удобный для пассажиров, получил распространение в М. Западной Европы и Америки). В дальнейшем при строительстве в Лондоне станций М. глубокого заложения (как и при сооружении перегонных тоннелей) начали применять ограждающие конструкции кольцевого сечения из чугунных тюбингов, облицованные керамической плиткой. Большинство станций парижского М. имеет одинаковую односводчатую конструкцию (камень, облицованный глазурованной плиткой), с центральным расположением путей и боковыми пассажирскими платформами. После постройки первых станций берлинского М. распространились станции М. с пассафирской платформой т. н. островного типа (расположенной между путями). Преимуществами такой станции являются удобное расположение входов и выходов со стороны торцов платформы, более полное использование всей площади платформы, лёгкость ориентировки пассажиров и возможность изменения направления поездки без перехода через пути.
В целом в зарубежной практике строительства М., за редким исключением [например, входы в парижский М. (металл, стекло, около 1900, архитектор Г. Гимар, стиль «модерн»); наземный вестибюль станции «Арносгров» в Лондоне (кирпич, бетон, 1932, архитектор П. Адамс и др.)], преобладает утилитарный подход к архитектурному решению М. Большее внимание облику М., особенно станций, стали уделять лишь во 2-й половине 20 в.; применяются новейшие конструкции, строительные и отделочные материалы, средства рекламы и визуальной информации (станции линии «Восток — Запад» в Будапеште, первая очередь окончена в 1970, и линии «Север — Юг» в Мюнхене, 1965—71).
В СССР с начала строительства М. его станции создавались как пространственно протяжённый архитектурный комплекс монументальных сооружений большого общественного значения. В проектировании станций Московского М. участвовали видные советские архитекторы, в том числе В. Г. Гельфрейх, И. А. Фомин, А. В. Щусев, которые стремились не только создать комфортабельные условия для пассажиров, зрительно преодолеть угнетающее человека ощущение подземелья, но и придать каждой станции М. индивидуальный архитектурный облик. В архитектуре М. отразились этапы общего развития сов. архитектуры. Многие архитекторы использовали формы и декор, заимствованные из арсенала классицистического зодчества [напр., архитектурное решение пилонной станции глубокого заложения «Красные Ворота» (ныне «Лермонтовская»; 1935, архитектор И. А. Фомин, инженер А. Ф. Денищенко)]. Новаторское архитектурное решение ряда др. станций М. основано на художественной выразительности самих конструкций [например, в колонной станции мелкого заложения «Дворец Советов» (ныне «Кропоткинская»; 1935, архитекторы А. Н. Душкин и Я. Г. Лихтенберг, инженер Л. В. Борецкий), где оригинально построенное искусственное освещение, как бы выявляющее конструкцию перекрытия, стало одним из основных средств архитектурной композиции]. В колонной станции глубокого заложения «Маяковская» (1938—39, архитектор А. Н. Душкин, инженер Р. А. Шейнфайн; см. илл.) своеобразие и новизну сложной конструкции перекрытия, обеспечившего свободу её пространственного построения, подчёркивают полосы рифлёной нержавеющей стали, примененные для декоративной отделки колонн и арок. Входы и вестибюли устраивались в существующих или вновь построенных зданиях или наземных павильонах (например, вестибюль станции «Красные Ворота», ныне «Лермонтовская», 1935, архитектор Н. А. Ладовский). Во 2-й половине 30 — начале 50-х гг. архитектурное решение и оформление станций М. обычно связывалось с определённой темой. Например, тема оформления станций «Измайловская» (ныне «Измайловский парк»; 1944, архитектор Б. С. Виленский) и «Комсомольская-кольцевая» (1952, архитекторы А. В. Щусев и др.) — боевое прошлое России, подвиги советского народа в период Великой Отечественной войны 1941—45. В оформлении станций и наземных вестибюлей М. использовались мозаика, живопись, скульптура, декоративно-прикладное искусство (работы Н. Я. Данько, А. А. Дейнеки, П. Д. Корина, М. Г. Манизера и др.). Со 2-й половины 50-х гг. в строительстве станций советского М. внедряется унификация объёмно-планировочных решений и конструкций индустриального изготовления, позволившая ускорить и удешевить строительство (станции мелкого заложения Калужского радиуса М. в Москве, 1962, архитекторы С. М. Кравец, Г. Е. Голубев, М. Ф. Марковский, повторены на др. радиусах). Индивидуализация облика отдельных станций М. достигается разнообразием применяемых материалов, их цвета и фактуры, различием систем освещения. Строятся новые типы станций М. [например, станция «Ленинские горы» в Москве (1959, инженеры В. Г. Андреев и Н. Н. Рудомазин, архитекторы К. Н. Яковлев и А. И. Сусоров), расположенная над проезжей частью набережной и р. Москвой в нижнем ярусе 2-ярусного моста; станция «Парк Победы» в Ленинграде (1961, архитектор А. К. Андреев, инженер Л. В. Фролов, Г. А. Скобенников, С. П. Щукин), являющаяся первой в мире станцией без боковых перронных залов — из среднего зала пассажиры входят через автоматически открывающиеся двери непосредственно в вагоны поезда (при этой конструкции станции значительно снижаются объёмы и стоимость работ)]. Наземные вестибюли сооружаются обычно из сборных железобетонных конструкций в виде лёгких функционально оправданных павильонов, с большими поверхностями остекления.