专家表示，连接南北加州的高铁要跨越两座山和六个地震断层，为工程上的一大挑战。

由贝克斯菲（Bakersfield）至洛杉矶的141哩路段要通过许多隧道，穿越德哈查比（Tehachapi）和圣盖博山脉，在部分地区须在地面500呎以下行驶，或在200至330呎高（相当于33层摩天大楼）的峡谷上架桥。曾参与世界多个高铁兴建工程的柏克莱加大土木工程教授伊伯斯 (Bill Ibbs) 说：「这是世纪工程。」

耗资680亿元的高铁工程将连接旧金山和洛杉矶以及安那罕地区，全长500多哩，预计2029年完工。届时由旧金山至洛杉矶只需2小时40分钟，在贝克斯菲至洛杉矶路段，最高速度可达每小时220哩。虽然这对加州是一大挑战，但高铁架构与隧道工程不会打破世界纪录。瑞士正在阿尔卑斯山下凿出35.4哩的火车隧道，中国也有高达1627呎的公路高架桥。

加州高铁还须经过六个地震断层，包括可能引发规模7.5地震的圣安德里斯断层。负责高铁南段设计的帕森布林克霍夫（Parsons Brinckerhoff）公司副总裁吉兰 (C. Michael Gillam)说，火车经过断层带引发地震的机率很小，但一旦发生大地震时火车可能出轨。

解决方式是加强高架桥的耐震强度，并在发生地震时火车可自动减速或停止。但高铁在地面行驶时需四至五哩后才能紧急煞车，在下坡路段所需的距离更长。曾参与中国和台湾高铁兴建的吉兰表示，对加州高铁工程非常有信心。

加州于1874年首次兴建连接南北加州铁路。当时负责德哈查比山区路段的南太平洋铁路公司，雇用3000名华工在海拔高达4025呎的山区凿出18条隧道。但现在这条铁路只有货运火车行驶，客运火车于1971年停驶这条铁路线。

高铁在高速行驶下需要平又直的铁路，因此无法使用当年建造的铁路线。当年的华工辛苦卖命的开凿工作，现在将由约美式足球场长度的开凿机器取代。在德哈查比山区还需建高压电缆供高铁运行，估计高压电缆每天每小时供电270万千瓦，相当于胡佛水坝每日发电量的四分之一。

从中央山谷至南加州，高铁可在莫哈维沙漠全速行驶后，将穿越一条八哩长的隧道通过圣塔拉克里塔山谷，行经圣费南度谷东北方，在格兰岱（Glendale）附近转入地下，从洛杉矶河下方通过，可能在华埠附近回到地面。