Ga Gia Lâm toạ lạc ở thị trấn Gia Lâm nằm bên bờ bắc sông Hồng nối với trung tâm thành phố Hà Nội cây cầu Long Biên.
Ga Gia Lâm nằm trên tuyến đường sắt phía Bắc nối liền Hà Nội - Đông Đăng dài 167km. Tuyến đường sắt này có 22 ga đường sắt, trong đó có 5 trạm vận tải đường sắt là Bắc Giang, Kép, Đồng Mỏ, Lạng Sơn, Đồng Đăng thuộc phạm vi quản lý của Công ty Vận tải Đường sắt Hà Nội.
Gia Lâm cũng là ga phục vụ tàu quốc tế liên vận nối Hà Nội với các tỉnh trung du và miền núi Đông bắc, kết nối với tuyến đường sắt Nam Ninh – Bằng Tường Trung Quốc.
Gia Lâm là điểm bắt đầu của tuyến đường sắt có khổ đường lồng 1.000mm và 1.435mm kết nối với tuyến đường sắt Nam Ninh – Bằng Tường Trung Quốc. Trong đó, kích thước 1.435 mm là khổ đường ray tiêu chuẩn - hay có tên gọi khác là "khổ đường ray Stephenson", có thể kế kết nối và tàu hỏa có thể chạy từ nước này qua nước khác.
Đều đặn mỗi ngày, chuyến tàu quốc tế liên vận Hà Nội - Nam Ninh do phía Trung Quốc quản lý vào ga Gia Lâm lúc 5h30 và rời ga lúc 21h.
Không chỉ là điểm của tuyến đường sát Hà Nội - Đồng Đăng, ga Gia Lâm còn là tuyến đường sắt nối Hà Nội - Lào Cai, Hà Nội - Thái Nguyên và Hà Nội - Hải Phòng
Khách quốc tế đợi lên tàu tại Ga Gia Lâm