La ligne actuelle entre Ambérieu, Chambéry et Modane est depuis sa création un axe européen important qui relie la France et le nord de l'Europe à l'Italie. Il s'agit en ce sens d'un axe majeur du Réseau ferré français (RFF), notamment pour le trafic international de marchandises. La ligne a été modernisée pour porter son gabarit au GB1 permettant d'augmenter le gabarit des trains de marchandise, notamment pour développer l'autoroute ferroviaire alpine et permet ainsi de transporter des poids lourds de 4 mètres de hauteur en utilisant des rames surbaissées de type Modalohr. Toutefois, si les rames surbaissées de type Modalohr utilisées par les autoroutes ferroviaires ont une capacité d'emport très importante sur un profil de plaine, avec une longueur de 850 m pour une seule locomotive dans la vallée du Rhône, le recours à deux locomotives de forte puissance est nécessaire pour tirer un train de seulement 450 m dans les fortes pentes (de l'ordre de 30 %) permettant d'accéder au tunnel transfrontalier existant. Aussi, afin de réussir le défi d'un report modal très important du trafic routier vers le mode ferroviaire et de sécuriser les échanges entre la France et l'Italie à travers les Alpes à la suite des accidents survenus dans les tunnels alpins en 1999 et 2005, il est nécessaire de prévoir la réalisation d'un tunnel de base doté de pentes faibles, ce qui en détermine la longueur. C'est d'ailleurs le même choix qui a été effectué par les principaux États alpins : la Suisse avec les tunnels du Gothard et du Lötschberg, l'Autriche et l'Italie avec le tunnel du Brenner. Le projet de nouvelle ligne ferroviaire entre Lyon et Turin est ainsi un projet structurant à l'échelle européenne visant à assurer, dans une vision de long terme, une liaison performante, sûre et de grande capacité entre la France et l'Italie, ainsi qu'avec les autres pays desservis, notamment du corridor méditerranéen. Comme pour le tunnel sous la Manche ou les autres tunnels de base alpins, le diamètre des tubes où circulent les trains est imposé par la nécessité de disposer d'une section suffisante pour la ventilation et éviter des phénomènes de pistonnement. Ainsi, le gabarit retenu pour ce projet autorise également la mise en place d'un service d'autoroute ferroviaire à grand gabarit (AFGG) permettant le passage de camions de 4,20 mètres de haut, sans que cela conduise à un surcoût du génie civil du tunnel. Des navettes, comparables à celles d'Eurotunnel, pourront alors aller de Lyon à Turin, grâce aux accès à la section transfrontalière qui seront réalisés en ligne nouvelle. Si le projet Lyon-Turin fait partie intégrante du corridor méditerranéen reliant la péninsule ibérique à la frontière entre la Hongrie et l'Ukraine, le développement de l'AFGG sur l'intégralité de celui-ci n'est pas d'actualité. D'autres formes de transport de fret trouvent néanmoins leur domaine de pertinence à l'échelle de ce corridor et le projet Lyon-Turin participera à leur compétitivité.