昆明市轨道交通4号线为连接主城与呈贡的西北、东南方向辅助线，串联了主城西北的国家高新技术产业开发区、主城中心区、主城东南的国家经济技术开发区，并向南连接呈贡新城。沿线经过主城区的高新区行政教育中心、海屯路居住中心、金鼎科技园、学府路教育片区、昆明北站枢纽、大树营枢纽、昆明东站枢纽、经开区商业办公中心、螺蛳湾商贸城，呈贡新城的斗南、乌龙、吴家营片区及昆明火车南站，规划将形成较为密集的客流走廊。

线路起于昆明西北部陈家营，止于昆明火车南站，线路沿金川路、海屯路、学府路、米轨走廊、彩云北路、贵昆路、米轨走廊、官渡17号线（规划）、昆洛路、鲜花大道、古滇路、联大街、火车站大街布设。

线路全长43.396km，全线共设车站29座，全部为地下车站，最大站间距3.295km，最小站间距0.774km,平均站间距1.54km。

全线换乘车站共14座，分别为：南北快线（大河埂站）、7号线（大塘子站）、南北快线（小屯站）、1号线（苏家塘站）、2号线及5号线（火车北站）、3号线（大树营站）、6号线及8号线（菊华站）、东西快线（昆明东站）、7号线（螺蛳湾北站）、1号线（斗南站）、南北快线（赛马场南站）、1号线（联大街站）、9号线（呈贡东站）、1号线（昆明火车南站）。

全线设大漾田车辆基地、广卫停车场和白龙潭停车场，火车北站、麻苴、斗南主变电所，其中新建麻苴（地面）主变电所，采用接触轨供电方式。