蘭渝線具有區域地質構造背景最複雜、出露的地層岩性最全、遇到的特殊岩土和不良地質現象種類最多、通過的軟岩段落最長、沿線附近不良地質最發育、全線多屬於極高—高地應力區、沿線地震活動強烈等“五最一高一強”的複雜地質特徵， 素有“地質博物館”之稱， 是一條國內外在建、已建地質條件最複雜的高標準山區鐵路。
區段隧道比在重載客貨共線山區鐵路中首屈一指
蘭渝鐵路蘭州至廣元段全長493公里， 隧道總里程占到了343公里， 這一段分佈有66座隧道， 占線路總長度的70%， 其中長於10公里的特長隧道就有9座，
多個“世界罕見”
桃樹坪、胡麻嶺等為代表的富水粉細砂層隧道， 被公認為是國際罕見的世界性難題， 這在世界隧道工程中屬於首例；蘭渝鐵路通過二疊系板岩及炭質板岩、三疊系板岩、志留系千枚岩等軟岩段落總長約83公里， 涉及近20座隧道， 為國內鐵路段落最長、規模最大， 國內外罕見。
