Железная дорога расположена на полуострове Ямал. Начинается от станции «Обская» (город Лабытнанги) и идёт до станции «Карская» (Бованенковское месторождение). Длина магистрали 572 км, и она целиком расположена за Северным Полярным кругом — начинается в 18 км от него и заканчивается на 418 км севернее. Отсюда и весомый титул – самая северная железная дорога в мире.

В состав дороги входит 5 станций, 12 разъездов, 70 мостов общей длиной более 12 км. В их числе мост через реку Юрибей — самый протяжённый мост в мире за Полярным кругом.

Железную дорогу запустил в 2011 году «Газпром» в рамках мегапроекта «Ямал» по созданию крупнейшего центра газодобычи на полуострове. «Обская — Карская» круглый год обеспечивает доставку на месторождения работников, техники и строительных материалов.