天津地铁4号线是城市西北-东南方向的骨干线，工程北起北辰区小街，南至东丽区新兴村，沿线途经北辰区、红桥区、河北区、南开区、和平区、河东区、东丽区等7个行政区，线路全长41.04公里，均为地下线。全线共设地下站32座，停车场、车辆段各1处，主变电站3处。
其中，2015年率先启动的4号线南段，从东南角途经和平路、小白楼、成林道、津滨大道、民航大学到新兴村，全长19公里，共设14座车站。
线路自北辰区双街，沿京津公路西侧向南敷设，经北仓、天穆、行至中环后穿越勤俭桥，经西沽公园进入西站副中心绿廊范围内，之后在天津西站南广场设西站站，与地铁1号线、6号线换乘，在东南角站与地铁2号线换乘，在和平路站与地铁3号线换乘，穿越海河，在成林道站与地铁5号线换乘，进入津滨大道向东敷设，在张贵庄与即将开工建设地铁10号线换乘，出外环路后抵达终点站民航大学站。其中地铁4号线南段线，从东南角途经和平路、曲阜道、成林道、津滨大道到民航大学，全长19km，14座车站。北辰段线路起点位于双街镇小街村，线路沿京津路敷设，至永定新河后进入外环路内，南至中环线勤俭桥，全长约16公里，共设站12座，均为地下线。
从2014年1月10日召开的市***常务会议获悉，为进一步缓解城市交通压力，满足群众出行需求，加快建设公交都市，天津市2014年将启动建设2条地铁线，预计2019年投入使用。到2017年1月份，本市地铁已经运行的有1、2、3、9号线、6号线一期及3号线南站配套工程，共计168公里，日均载客量80万人次。正在建设的有地铁5号线、6号线二期、1号线东延线，共计105公里。按照中心城区地铁建设规划目标，本市将启动建设地铁4、10号线。
4号线北起北辰区双街，东至东丽区新兴村，全长41公里;10号线将连接天钢柳林城市副中心、北部新区和解放南路等地区，全长43.2公里。2014年将先实施地铁4、10号两条线路一期的南段工程。其中，4号线南段将与2、3、5、9号地铁线实现换乘，每天可增加载客量30万人次;10号线南段可实现与1、2、4、5、6、9号地铁线换乘，能强化与机场、滨海新区的连接与转换，每天可增加载客量20万人次。地铁4、10号南段开通后，本市地铁全线网日均客流将达到250万人次以上，实现骨干线网基本建成，环放结构进一步完善。
为进一步缓解城市交通压力，满足群众出行需要，加快建设公交都市，带动城市经济发展和资源的合理配置，按照本市地铁建设规划目标，地铁4号线北辰段规划建设工作稳步推进，目前北辰段12座站点方案已基本确定，拟于2017年启动建设。北辰段线路起点位于双街镇小街村，线路沿京津路敷设，至永定新河后进入外环路内，南至中环线勤俭桥，全长约16公里，共设站12座，均为地下线。下一步，北辰段站点方案还将结合沿线现状情况进一步优化。
南段：
根据规划，地铁4号线南段起自南开区东南角站，止于东丽区新兴村站，线路全长19.4公里，均为地下线，设车站14座。目前，南段工程已经进入开工阶段。其中东南角站、多伦道站、大沽北路站以及曲阜道站位于和平区范围内。
北段：
除了南段外，地铁4号线北段车站也基本确定。根据规划，地铁4号线北段工程包括北辰段和红桥段，全长21.8公里，设19座车站。其中北辰段线路起点位于双街镇小街村，线路沿京津路敷设，至永定新河后进入外环路内，南至中环线勤俭桥，全长约16公里，共设站12座。
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