由于青藏高原是巨川大河的发源地，也是世界山地生物物种的重要起源中心，生态环境原始、独特且十分脆弱，所以在高原铁路的建设过程中，建设者充分考虑到了高原生态保护的重要性，并将其作为铁路建设的大前提。青藏铁路建设实施了生态保护的全程监控。
青藏铁路经过可可西里和羌塘两个国家级自然保护区。在保护区内，铁路线路的设计遵循了“能绕避就绕避”的原则，尽量避免对植被的破坏。为保护野生动物，工程师们还在铁路沿线修建了25处野生动物迁徙通道。经过监控证实大批藏羚羊能够顺利通过铁路沿线的野生动物通道自由迁徙，青藏铁路建设未对沿线冻土、植被、湿地环境、自然景观、江河水质等造成明显破坏，青藏高原生态环境未受明显影响。
青藏铁路的全线贯通，对改变青藏高原贫困落后面貌，增进各民族团结进步和共同繁荣，促进青海与西藏经济社会快速发展产生了广泛且深远的影响。从经济和民族团结的意义上讲，青藏铁路的开通不仅有利于高原工业建设及矿产资源开发、产业结构优化，还能够促进西藏旅游业的发展、增加民族交流和融合。
青藏铁路的全线贯通，为西藏走向世界奠定了基础，也为世界了解西藏开辟了通路。