瓊州海峽，是海南省的海南島與廣東省的雷州半島之間所夾的水道，因海南島的別稱「瓊州島」而得名，是中國三大海峽之一，是中華人民共和國的內水。瓊州海峽東西長約80公里，南北平均寬為29.5公里，最寬處直線距離為33.5公里，最窄處直線距離僅18公里左右，平均水深44米，最大深度114米，水域面積2300餘平方千米。海南島因瓊州海峽之隔，歷史上被視為荒蠻之地。唐代高僧鑑真第五次東渡日本，被困於海南島，唐代宰相李德裕也曾有「一去一萬里，千之千不還」之哀，宋代蘇東坡有「滄海何曾斷地脈，珠崖從此破天荒」之嘆。粵海鐵4號火車輪渡為由天津新港船舶重工有限責任公司開工建造，造價4億元人民幣，船體、載重量、技術性能、抗風能力遠遠超過粵海鐵1號2號火車輪渡，是瓊州海峽最大、最先進的跨海火車輪渡，增加了粵海航線的運力，進一步促進瓊粵兩地經濟快速發展。粵海鐵4號火車輪渡是粵海鐵路第四艘跨海火車輪渡，外形、構造、性能等與“粵海鐵3號火車輪渡”完全相同，總長188米、寬23米、深15.3米、總噸位2.3萬噸，航速17節，下甲板載運火車，上甲板載運汽車，上層艙室載運旅客，頂面還備有直升機起降平臺。可一次載運44節貨物列車或24節旅客列車，裝運載重20噸的汽車81輛和1398名旅客。該渡輪安全性能好，救生能力強，消防系統完備，綁紮系統能垂向、縱向、橫向系固火車和汽車。裝備了先進的衛星導航儀，渡輪上部客艙除了大客艙外，還有8個裝修豪華的貴賓室。該船按照10級風標準設計，大大提高了抗風能力。考慮到殘疾人的需求，船尾設計了一個供殘疾人用的電梯，直通客艙。廁所的設計上也完全考慮到了殘疾人的需求，完善了無障礙設施，大大提升了瓊州海峽客滾船的品質。2011年5月21日晚8時，粵海鐵4號火車輪渡從中國船舶重工集團公司天津新港造船廠碼頭起航，沿著渤海經黃海、東海、臺灣海峽，5月25日上午進入南海，穿越瓊州海峽，於5月26日下午3時抵達海口粵海鐵路南港碼頭附近海面，拋錨等候進港，約114個小時共行駛1720海裡。2011年10月13日正式投入運營，僅開通火車運輸業務。粵海鐵4號火車輪渡由雙層底、艙內、主甲板（火車甲板）、步橋甲板、上甲板（汽車甲板）、生活甲板、乘客甲板、駕駛甲板、羅經平臺9層組成。上甲板載運汽車，可載13米長的載重汽車35輛和小汽車大約16輛；主甲板載運火車，火車甲板最大載重量4180噸，淨高5.2m，含軌道4股道，每股長164m，可載換長1.3（14.3m長）的火車貨列44節，或可載換長2.4（26.4m長）的火車客列18節。主甲板不裝火車貨列或裝不滿火車貨列時可裝汽車，主甲板載汽車面積為2500m2，可載13m長的載重汽車46輛，但客列、貨列、汽車不能混裝，即裝火車客列時不允許裝載火車貨列或汽車；上層艙室可載運旅客1398人，其中火車客列上人數為1360人；第8層的駕駛甲板，是“粵海鐵1號”和“粵海鐵2號”都沒有的直升機起降平臺。上部客艙除了廣大旅客乘坐的大客艙外，還有8個裝修豪華的貴賓室，內設有皮沙發、電視機、DVD、音響、冰箱、空調等。該渡輪裝備有先進的衛星導航儀、黑匣子，安全性能好，救生能力強，消防系統完備，綁紮系統能垂向、縱向、橫向系固火車和汽車。渡輪雙首側推及單艉側推可保證在惡劣天氣時船舶安全離靠碼頭。減搖—抗橫傾系統採用世界獨家生產的德國英特靈（intering）產品，可抗10級風。