我国是世界上第三大冻土大国，有75%的国土面积呈冬冻夏融的周期变化。土体在冻结的状态下体积会发生膨胀（冻胀），到了夏季，冻土融化会产生下沉（融沉）。冻土的冻结和融化交替出现，对在冻土地基上进行工程建筑提出了严峻挑战。
中科院兰州分院院长、冻土工程国家重点实验室主任程国栋院士介绍说，冻土问题，一直被认为是建设高原铁路的一项世界性难题。因为冻土体容易发生冻胀和融沉作用，这对路基、桥涵以及隧道工程的破坏是相当严重的。如俄罗斯1994年调查表明，20世纪70年代建成的第二条西伯利亚铁路，其线路病害率当时达27.5%；运营近百年的第一条西伯利亚铁路1996年调查的线路病害率则高达45%。我国有关部门在1990年调查表明，青藏公路当时病害率达31.7%，东北多年冻土区铁路病害率高达40%。
据了解，青藏铁路格尔木至拉萨段全长1142公里，海拔4000米以上地段长度约为965公里，要穿越连续多年冻土区632公里，这是目前世界上穿越多年冻土里程最长的高原铁路。其中，穿越年平均地温高于 1.0℃多年冻土区275公里，高含冰量多年冻土区221公里,高温高含冰量重叠路段约为134公里。在工程的作用下，这些多年冻土极易发生变化而产生融化下沉问题。
因此，众多专家指出，在青藏铁路建设要解决的冻土、高原和生态脆弱三大难题中，冻土问题是最为重要和复杂的科学技术问题。
