La ligne ferroviaire Languedoc-Roussillon est un projet de liaison ferroviaire vers l'Espagne, devant relier l'actuelle LGV Méditerranée à la frontière Espagnole au niveau du col du Perthus.
À la différence de nombreux projets de lignes à grande vitesse, en l'état actuel des études il devrait s'agir d'une ligne mixte, c'est-à-dire pouvant être empruntée tant par des trains à grande vitesse que par des trains de fret.
La dernière section de cette ligne, permettant le franchissement de la frontière Franco-Espagnole au niveau du Perthus, constitue la ligne Perpignan-Figueras, actuellement en cours de réalisation.
Dans les années 1980, il avait été envisagé la création d'une ligne à grande vitesse depuis la vallée du Rhône jusqu'à la frontière Espagnole. Ce projet a été abandonné en 1995, en même temps que fut raccourcie de 60 Km la LGV Méditerranée (construction jusqu'à Nîmes et non Montpellier). Les études (avant-projet sommaire) furent stoppées. L'argument avancé était un trafic trop faible pour rentabiliser la ligne.
Cependant la saturation de la ligne historique a conduit dès 2001 à étudier la construction d'une ligne mixte voyageurs/fret. La finalité d'une telle ligne serait donc double :
En contrepartie, une ligne mixte est plus chère à construire car il faut concilier plusieurs exigences :
Par ailleurs RFF (Réseau Ferré de France) introduit la notion d'autoroute ferroviaire, ligne réunissant les caractéristiques ci-dessus et permettant la circulation de convois dont le gabarit est supérieur à celui des trains classiques. La hauteur de la caténaire notamment, est portée de 5,08 m à 5,60 m au-dessus des voies, afin de pouvoir faire circuler des camions (tracteur + remorque) sur des wagons non surbaissés.
La section la plus avancée est le franchissement de la frontière au niveau du Perthus qui constitue la ligne Perpignan-Figueras. Sa construction a été confiée à un consortium regroupant plusieurs entreprises privées. Mise en service prévue en 2009.
La partie nord est formée par le contournement de Nîmes et de Montpellier, déclaré d'utilité publique en mai 2005. Il devrait être utilisé essentiellement par des trains de fret. En effet, la quasi-totalité des TGV devraient marquer l'arrêt à Nîmes et seuls quelques-uns devraient emprunter le contournement pour atteindre directement Montpellier, à la vitesse maxi de 220 Km/h. Gain de temps attendu sur un trajet Paris - Montpellier : 12 à 15 minutes environ. Pour l'heure ce contournement ne prévoit pas de gare nouvelle à Nîmes. Sa mise en service pourrait intervenir en 2012.
Enfin, la section Montpellier-Perpignan est la moins avancée et devrait faire l'objet d'un débat public en 2008.