陕西西延铁路有限责任公司是由铁道部和陕西省政府共同出资组建的国有合资铁路公司，于1994年7月31日正式挂牌成立，铁道部为控股方。目前管辖运营里程669公里（西延段284公里，神延段385公里）。
管内的西延段南起陇海线新丰镇车站，北至延安北站，从1973年开始修建，至1994年7月31日全部建成。西延段全长332.972公里，其中新（丰镇）张（桥）段41公里由西安铁路局管理，公司现管辖的钟家村（不含）至延安北段全长284公里，属国家Ⅰ级干线（单线），全线有桥梁259座，总延长23.885公里；隧道103座，总延长59.718公里；线路最大坡度为12.5‰；最小曲线半径400米；设计车站29个，已开站24个；到发线有效长度黄陵（含）以南850米，黄陵以北650米；延安等9站为色灯电锁器联锁，黄陵等15站为6502电气集中联锁；闭塞设备为64D继电半自动闭塞；牵引定数上行1700吨，下行3500吨；列车允许速度为每小时75公里。西延段设计年运输能力为1500万吨。
神延段北起包神、神朔铁路的神木北站（不含），南至西延铁路的延安北站，1998年5月动工兴建，2001年4月全线铺通，2004年元月正式交付运营。神延铁路正线全长384.67公里，属国家一级干线（单线），全线桥梁249座，总延长49.506公里；隧道26座，总延长30.729公里，其中寺则河隧道长6216米，是我国在黄土地质上修建的最长隧道之一；线路最大坡度为12.5‰；最小曲线半径450米；全线设计车站35个，已开站19个，改造2个（延安北、神木北）；到发线有效长度850米；联锁设备为6502电气集中；闭塞设备为64D继电半自动；牵引定数上行1700吨，下行3500吨，列车允许速度为每小时90公里。神延段设计近期年运输能力为1420万吨。
公司下设蒲城、榆林运输分公司，延安北机务段，榆林车辆段和西延公安处等基层单位。目前配属机车54台，其中租用20局机车16台，货运主要由DF8B、DF4B机车担当，客运主要由DF4B机车担当，调车主要由DF7C机车担当。公司与西安局之间的蒲城分界口图定货物列车31对。客车6对（延安至北京西空调特快1对，延安至上海空调快速1对，西安至延安、安康至神木空调普快各1对，西安至榆林普客1对）。