Bei der Flughafenanbindung Köln/Bonn handelt es sich um einen viergleisigen Bahnhof, der über eine 15,19 Kilometer lange Schleife an die Neubau-Hochgeschwindigkeitsstrecke Köln-Rhein-Main und der Bahnstrecke Köln-Troisdorf verbunden ist. Der Bahnhof wurde in zentraler Lage direkt unterhalb des neuen Terminals 2 angelegt und wird seit Juni 2004 sowohl vom Fern- als auch Regionalverkehr (S-Bahn- und Regionalexpress-Züge) bedient [DiSc03, S. 609]. Der erste Fahrplan verzeichnete täglich 174 Züge, darunter 115 S-Bahn-Züge und 30 Regionalexpress-Verbindungen.

Die Gesamtinvestitionen in die schienenseitige Flughafenanbindung betrugen circa 532 Millionen Euro (Bund: 256 Millionen Euro, Land Nordrhein-Westfalen: 222 Millionen Euro; Flughafen GmbH 54 Millionen Euro) [Burm04c, S. 16]. Der Bau des Flughafenbahnhofs gehört zu den Ausgleichsmaßnahmen für die Region Bonn im Zusammenhang mit dem Parlaments- und Regierungsumzug nach Berlin [Meye02c, S. 31; Meye04a, S. 542].

Die Streckenführung ist gekennzeichnet durch einen hohen Tunnelanteil. Etwa ein Drittel der Strecke verläuft unterirdisch, um schützenswerte Gebiete wie beispielsweise das Gestüt Röttgen oder das Naturschutzgebiet Wahner Heide vor negativen Auswirkungen zu bewahren [FLKB04].

Der Umwegfaktor der Flughafenschleife gegenüber der direkten Streckenführung auf der parallel laufenden rechten Rheinstrecke in diesem Abschnitt beträgt 1,9. Dies hat zur Folge, dass über die Flughafenschleife geführte ICE-Verkehre zu erheblichen Reisezeitverlängerungen für einen Großteil der Reisenden (solche die nicht am Flughafen aus- oder einsteigen) führen. Das ursprünglich angedachte Betriebsprogramm mit stündlich zwei ICE-Linien mit Halt am Flughafen Köln/Bonn wurde daher nicht realisiert [ERI04e, S. 330 f.].