Tuyến đường sắt Baku-Tbilisi-Kars (BTK) là một tuyến đường sắt liên kết khu vực kết nối trực tiếp thành phố Kars của Thổ Nhĩ Kỳ với Tbilisi của Gruzia và Baku của Azerbaijan. Kinh phí cho dự án ước tính khoảng  600 triệu $ (không kể 422 triệu $ cho chi phí cơ sở hạ tầng) và dự kiến sẽ được hoàn thành vào cuối năm 2012.

Mục tiêu chính của dự án nhằm cải thiện khả năng quan hệ thương mại và kinh tế giữa ba nước cũng như tăng khả năng thu hút đầu tư trực tiếp nước ngoài trên con đường kết nối Châu Âu và Châu Á.

Dự án bắt đầu vào tháng 11 năm 2007. Tuy nhiên, vào ngày 8 tháng 8 năm 2008, các hoạt động xây dựng của tuyến đường sắt BTK đã bị đình chỉ do có sự xung đột Gruzia với Ossetia và vấn đề môi trường.

Dự án cũng vấp phải một số tranh cãi. Tháng 8 năm 2008, Ara Papyan, cựu Đại sứ Armenia tại Canada, nói tại một cuộc hội thảo rằng tuyến đường sắt Baku-Tbilisi-Kars là bất hợp pháp theo luật pháp quốc tế. Tuy nhiên vào 25 tháng 5 năm 2005, Tổng thống Azerbaijan, Gruzia và Thổ Nhĩ Kỳ đã ký tờ tuyên bố kết nối đường sắt Baku-Tbilisi-Kars.

Việc xây dựng đường sắt BTK được khởi công với sự có mắt của Thị trưởng ba thành phố tại Marabda, Nam Gruzia ngày 21 tháng 11 năm 2007. Dự án hoàn thành sẽ tạo thuận lợi cho quá trình vận chuyển hành khách và hàng hoá, chủ yếu là dầu mỏ.

Dự án vốn dự kiến sẽ được hoàn thành vào năm 2010, nhưng đã bị trì hoãn do một số vấn đề kỹ thuật và cuộc xung đột giữa Gruzia và Nga vào năm 2008. Do đó tuyến đường hiện nay đã lùi dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2012.

Tuyến đường sắt được xây dựng sẽ nối Baku (Azerbaijan)-Tbilisi(Gruzia)-Kars (Thổ Nhĩ Kỳ)

Để xây dựng tuyến đường BTK và hiện đại hóa đường sắt cũ, Gruzia đã vay khoản tiền 200 triệu $ trong 25 năm với lãi suất 1% một năm từ Azerbaijan. Hai nước Thổ Nhĩ Kỳ vàAzerbaijan đã dành riêng một khoản kinh phí cho việc xây dựng tuyến đường đi qua quốc gia của họ.

Tháng 9 năm 2007, 14 công ty đã tham gia đấu thầu xây dựng tuyến đường sắt BTK đoạn chạy trong lãnh thổ Thổ Nhĩ Kỳ. Tập đoàn Ozgun Construction-Celikler đã giành được hợp đồng trị giá 289.8 triệu TL, tập đoàn Nurol-Tekfen cũng dành được hợp đồng với trị giá cao nhất là 693.4 triệu TL. Tập đoàn Ozgun Construction-Celikler bắt đầu thực hiện dự án từtháng 12 năm 2007.

Tại Gruzia một tập đoàn dẫn đầu về xây dựng đường bộ- đường sắt Azerinsaatservis cũng giành được hợp đồng xây dựng tuyến đường phần Gruzia tháng 10 năm 2007.

Tuyến đường sắt được xây dựng sẽ nối Baku ở Azerbaijan, Tbilisi tại Gruzia và Kars ở Thổ Nhĩ Kỳ. Do Thổ Nhĩ Kỳ sử dụng đường sắt có độ rộng tiêu chuẩn (1.435 mm) còn Gruzia sử dụng đường sắt mở rộng (1.520 mm) nên trong dự án dự án này, người ta xây dựng một khu vực đặc biệt tại trạm Akhalkalaki, để chuyển đổi các đoàn tàu có hệ đường sắt khác nhau(1.520 mm và 1.435 mm).

Chiều dài của tuyến đường sắt xây mới là 105km, bao gồm các phân đoạn đường sắt ở Thổ Nhĩ Kỳ (76km) và Gruzia (29km) sẽ được xây dựng như một phần của dự án.

Phần Gruzia được xây dựng với kinh phí lên đến 79.44 triệu $ do Bộ Phát triển kinh tế Gruzia làm chủ đầu tư.

Ngoài ra, phân đoạn 160km Akhalkalaki-Tbilisi sẽ được hiện đại hóa, để có thể chịu được những chuyến tàu với sức chở 15 triệu tấn hàng hóa/năm.

Người ta cũng hy vọng rằng tuyến đường sắt này sẽ cải thiện các quan hệ thương mại và kinh tế giữa các nước Trung Á, Azerbaijan, Gruzia và Iran và kết nối với châu Âu.

Các chuyên gia dự báo rằng tuyến đường sắt BTK sẽ vận chuyển một triệu hành khách và 6,5 triệu tấn hàng hóa trong giai đoạn đầu khi bắt đầu hoạt động từ năm 2011. Đến năm 2030, tuyến đường sắt này ước tính sẽ chuyên chở khoảng 17 triệu tấn hàng hóa và khoảng ba triệu lượt khách.

Nước cộng hòa Azerbaijan ước tính rằng các tuyến BTK sẽ mang lại cho họ 50 triệu $ một năm và sẽ trở thành một phân đoạn chính của hành lang giao thông vận tải.

Song song với điều này, khi hoàn thành dự án Marmaray dưới eo biển Istanbul sẽ cho phép vận chuyển hàng hóa và hành khách từ châu Âu đến Trung Quốc. Trung Quốc cũng đã bày tỏ sự quan tâm đến vận chuyển khối lượng lớn hàng hóa thông qua con đường này.