建設野生動物通道，在我國鐵路建設史上尚屬首次。據了解，青藏鐵路格爾木至拉薩段沿線分布有藏羚羊、藏野驢等多種珍稀野生動物資源，其中線路兩側活動比較頻繁的珍稀野生動物約有14個種類。研究人員對青藏鐵路沿線野生動物通道及周邊野生動物遷徙活動所做的長期系統監測和調查顯示，青藏鐵路運營十年來，野生動物通道的使用率已經從2004年的56.6%逐步上升到了2011年以後的100%；同時，野生動物通過通道的集群規模和停留時間也在不斷減少。
青藏鐵路沿線荒漠化土地類型多、分布廣，是我國唯一分布有全球四種荒漠化類型（風蝕、水蝕、凍融、鹽漬化）的區域。鐵路建設和運營中，不僅首次成功在海拔約4700米的古露濕地進行了植被恢復與再造試驗，開創了高寒草甸人造濕地的世界先河，而且通過全面實施“宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草”的沙害治理和“綠色天路”工程，鐵路沿線綠化長度目前已達805公里，綠化面積775萬平方米，占總里程的41%。
國家環保總局在對青藏鐵路多次檢查後得出這樣的結論：青藏鐵路開通至今，沿線凍土、植被、濕地、自然景觀、江河水質等都得到了有效保護，青藏高原生態環境沒有受到明顯影響。
在長達十年的運維管理中，青藏鐵路公司一方面運用高新技術構建安全之路，管內幹線全部使用分散自律式CTC調度集中系統，支線採用TDCS列車調度指揮系統，實現了運輸調度指揮和管理的遠程化、信息化、智能化。
另一方面，青藏鐵路格拉段裝設了“視頻監控系統”，重點風區還裝有俗稱“順風耳”的“大風監測預警系統”，在重點地段設置了52處大風監測點，玉珠峰至當雄間的32個車站安裝有184套道岔融雪設備，保證降雪時段車站道岔能順利轉動，該系統也是首次在國內鐵路線上正式使用。
青藏鐵路還建立了行車、安全綜合信息視頻監控系統，包括供電遠動控制裝置，可集中處理各種運營管理信息，使行車設備狀態一目了然，盡在掌握。基於這些先進技術裝備，格拉段的45個車站中有38個實現了無人值守，最大限度地減少了作業人員。
針對長達550多公里的凍土區段，青藏鐵路公司結合多年凍土特點，制定了一系列的科學管理制度，在重點區域建立了76個路基長期監測系統斷面，委托科研單位建立了多年凍土長期監測系統，加強凍土區段日常檢查和養護，採取片石保溫隔熱、輔助熱棒降低地溫等措施，確保了多年凍土路基始終在可控狀態，凍土區段列車時速可達100公里／時。
特殊的地理環境對青藏鐵路運輸安全提出了更高要求，青藏鐵路公司全面探索設備養護維修工作，積極推進新技術的引進、吸收和再創新，開展了高原凍土養護、沙害治理、環境保護、設備維護等方面科研課題108項，形成了38萬字的《通信篇》、40萬字的《信號篇》等一批科研成果，部分科研成果填補了國內空白，為世界高原鐵路發展提供了有益的借鑒。
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