Theo phương án nghiên cứu của Công ty Cổ phần Tập đoàn Sovico, tuyến metro số 4 sẽ kết nối từ ga Cầu Sáng (xã Đông Thạnh) đến ga Hiệp Phước (xã Hiệp Phước), đi qua 22 phường, xã trên địa bàn TP.HCM.

Toàn tuyến dự kiến dài khoảng 43 km, trong đó có 18,2 km đi ngầm và 24,8 km đi trên cao. Hệ thống sẽ gồm 30 nhà ga, bao gồm 13 ga ngầm, 17 ga trên cao và 11 ga trung chuyển. Khoảng cách giữa các ga trung bình khoảng 1,5 km.
Theo phương án nghiên cứu, tuyến metro sẽ đi qua nhiều trục đường lớn như Hà Huy Giáp, Nguyễn Oanh, Trường Sơn, Nguyễn Văn Trỗi, Hai Bà Trưng, Lê Lợi, Trần Hưng Đạo, Đề Thám, Nguyễn Hữu Thọ và Nguyễn Văn Tạo trước khi kết thúc tại khu vực Hiệp Phước.
Ở khu vực phía Bắc TP.HCM, đoạn từ ga Cầu Sáng đến ga An Nhơn dài khoảng 9,7 km được đề xuất đi trên cao với 7 nhà ga, do khu vực này còn quỹ đất lớn, mật độ xây dựng thấp và hạ tầng thuận lợi. Tuyến sẽ vượt sông Vàm Thuật và đi dọc các tuyến Hà Huy Giáp, Nguyễn Oanh.
Đoạn từ ga An Nhơn đến ga Mai Văn Ngọc dài khoảng 6,3 km được nghiên cứu đi ngầm để phù hợp với khu vực có mật độ dân cư cao, nhiều công trình quan trọng như sân bay Tân Sơn Nhất, bệnh viện và các trung tâm thương mại.
Đáng chú ý, đoạn từ ga Mai Văn Ngọc đến ga Nguyễn Văn Linh dài khoảng 9,2 km được đánh giá là phức tạp nhất toàn tuyến khi đi xuyên khu vực trung tâm TP.HCM. Tuyến dự kiến đi ngầm theo các trục Nguyễn Văn Trỗi - Hai Bà Trưng - Pasteur - Lê Lợi - Đề Thám - Khánh Hội - Nguyễn Hữu Thọ, đồng thời kết nối với ga Bến Thành và tận dụng không gian ngầm đã được xây dựng từ metro số 1.
Tiếp đó, đoạn từ ga Nguyễn Văn Linh đến ga Bà Chiêm dài khoảng 8 km sẽ đi theo trục Nguyễn Hữu Thọ - Nguyễn Văn Tạo. Giai đoạn đầu vẫn đi ngầm để phục vụ khu đô thị hiện hữu, sau đó tuyến sẽ chuyển lên cao khi điều kiện mặt bằng thuận lợi hơn.
Đoạn cuối từ ga Bà Chiêm đến ga Hiệp Phước dài khoảng 9,3 km được đề xuất đi trên cao dọc đường Nguyễn Văn Tạo và các tuyến quy hoạch.
Theo phương án nghiên cứu, metro số 4 sẽ sử dụng đường đôi khổ tiêu chuẩn 1.435 mm, vận hành bằng điện khí hóa, với tốc độ thiết kế tối đa 120 km/h trên đoạn đi trên cao và 90 km/h đối với đoạn đi ngầm.
Nếu được cấp có thẩm quyền phê duyệt, dự án dự kiến khởi công trong quý I hoặc quý II/2027 và đưa vào khai thác theo lộ trình đã đề ra.