Marmaray projesi tamamlandığında dünyanın en derin batırma tüneline sahip olacaktır.

Marmaray, İstanbul Boğazı'nın altından geçirilen batırma tünelle kentin iki yakasını bağlamak amacıyla hazırlanmış bir demir yolu projesidir. Proje kapsamında Boğaz, tünellerle aşılarak iki yaka birbirine bağlanacak, Kazlıçeşme, Yenikapı, Sirkeci ve Üsküdar'da yeni istasyonlar inşa edilecek ve kullanımda olan Haydarpaşa-Gebze Banliyö Tren Hattı'nın var olan durakları iyileştirilecektir. Marmaray, toplamda 63 kilometreyi bulan demir yolu hattının 13.6 kilometrelik bir bölümünü oluşturur.

Projenin Boğaz'dan geçen bölümü 1.4 kilometre uzunluğunda olacak ve depreme dayanıklı 11 parçadan oluşan batırma tünellerden oluşacaktır. Proje için kazılan tünelin uçları Kazlıçeşme ve İbrahimağa semtlerinde bitecektir. Mecvut 37 istasyona ek olarak Yenikapı, Sirkeci ve Üsküdar'da yeni yeraltı istasyonları da hizmete sokulacaktır. Proje öncesi 2 olan demir yolu hattı sayısı üçe çıkarılarak, T1 ve T2 hatları şehiriçi yolcu taşımacılığı için, yeni açılan T3 hattı ise şehirlerarası yük ver yolcu taşımacılığı için kullanılacaktır.

Marmaray projesi tamamlandığında saatte tek yönde 75 bin yolcu taşınması hedeflenmektedir. Gebze ve Halkalı arasını 104 dakikaya indirecek olan bu projeyle aynı zamanda şehiriçi ulaşımda raylı sistemlerin payını arttırmak, Boğaz köprülerinin yüklerini hafifletmek ve önemli merkezler arasında seri aktarma olanaklarıyla kısa sürede yolculuk sunmak amacı güdülmektedir.

Marmaray'ın yanı sıra yapımı sürmekte olan yan projelerle Yenikapı, İbrahimağa ve Üsküdar'da büyük aktarma merkezleri oluşturulacaktır. Marmaray, Yenikapı'da İstanbul metrosunun Havaalanı-Yenikapı arasında çalışacak M1 hattıyla, Hacıosman-Yenikapı arasında çalışacak M2 hattıyla, bu iki hatta bağlı diğer hatlarla ve İDO'nun Yenikapı İskelesi ile entegre olacaktır. Sirkeci'de Zeytinburnu-Kabataş arasında çalışan T1 hattına, Küçükçekmece'de henüz yapımına başlanmamış olan Bakırköy-Beylikdüzü metro hattına bağlanan hat; Anadolu Yakası'ndaysa Üsküdar'da Üsküdar-Ümraniye metrosuna, İbrahimağa'da ise Kadıköy-Kartal metrosuna entegre edilecektir.

Marmaray projesinin ana hatları 1987 yılında belirlendi. Daha sonraki yıllarda da sıkça tartışılsa da etüt ve çalışmalara 1995 yılında başlandı. Çalışmalar 1998 yılında sonlandı ve daha önce belirlenmiş olan taslak üzerine karar kılındı. Şehiriçi ulaşım ve trafik yoğunluğu sorunlarına çözüm olarak Marmaray projesinin hayata geçirilmesi kararlaştırıldı. 1999 yılında Japon Uluslararası İşbirliği Bankası'yla yapılan sözleşme uyarınca, projenin Boğaz geçişi bölümü için öngörülen kaynak, kredi olarak bu bankadan alındı. Mart 2002'de ihale belgeleri hazırlanmaya başladı. İhale ulusal ve uluslararası yüklenicilere açık tutuldu. 2004 ve 2006 yıllarında istasyon inşaları, iyileştirmeler ve yeni araç temininin finansmanı için Avrupa Yatırım Bankası'yla masaya oturuldu. Projenin yapımına mayıs 2004'te başlandı. Projeye Boğaz geçişi, iyileştirmeler ve yeni inşaatlar için toplamda 2.5 milyar dolarlık bütçe ayrıldı.

Projenin karada yürütülen kazı çalışmaları, tarihî yarımadada başlangıçtan bu yana kazılan hemen her noktadan tarihî bir kalıntı çıkması nedeniyle sık sık kesintiye uğradı. İstanbul Arkeoloji Müzesi'nin yürütmesini üstlendiği kazı çalışmalarının her adımını izlemesi için birer Osmanlı ve Bizans tarihçisi görevlendirildi. Bu tarihçiler raporlarla gerekli makamları düzenli olarak bilgilendirmektedir. Marmaray'ın yapım çalışmaları Koruma Kurulu'nun izin verdiği ölçüde yürütülmektedir. Yapım işlerinin tarihî yarımadadaki eserler ve eski evler üzerindeki etkisinin en aza indirgenmesi konusunda özen gösterilmektedir. Proje kapsamında yıkılması gerekecek tarihî binaların korunarak bir başka yere taşınması; mümkün değilse birebir replikalarının yapılması taahhüt edilmiştir.