新广州火车站位于广州中心城区西北部，白云区西南部，为新市街、棠景街和石井街交会处，南距广州流花火车站约5公里，东距白云新城约2公里，与铁路广州棠溪站相邻。主要建设包括为棠溪站所配套的广场、长途汽车站、停车场、周边市政道路和换乘地铁站等。