Construite le long de la frontière franco-allemande de 1870, elle avait un intérêt stratégique pour les autorités militaires. Elle adopte donc un tracé sinueux, à fond de vallée, qui lui permet de rester à l'abri des tirs ennemis7. Ces nombreuses courbes, dont certaines atteignaient 250 m de rayon de courbure6, empêchaient les vitesses élevées. Dans les années 1920 il fallait ainsi 2h30 pour parcourir les 58 km du trajet de Metz à Château-Salins8; à la même époque les trains circulant sur la ligne Paris-Bruxelles approchaient la vitesse moyenne de 90 km/h.

Son profil était médiocre, les déclivités maximum étaient de 16 mm/m. Elle passait de l'altitude 179 m à Metz-Ville à l'altitude de 206 m à Château-Salins. Elle a toujours été à voie unique avec des évitements dans les gares principales.