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La ligne Marseille-Vintimille est une des principales lignes de chemin de fer du Sud-Est de la France. Elle débute à la gare de Marseille-Saint-Charles et sa termine à Vintimille, en territoire italien. Située dans le prolongement de la ligne Paris-Marseille, elle est désormais le seul accès ferroviaire commercial aux villes de Toulon et Nice, la ligne Digne-Nice n'étant plus qu'une ligne touristique. Le relief difficile de la Côte d'Azur, dû notamment aux reliefs des Maures et de l'Estérel, rend les courbes relativement serrées et donc les vitesses assez basses pour un axe de cette importance.
À cause de ces difficultés d'accès par le mode ferroviaire, le mode aérien est très important dans cette région : l'aéroport de Nice-Côte d'Azur est le premier aéroport français de province, et la liaison Paris-Orly - Nice est la première liaison aérienne française en nombre de passagers. Il faut 5h33 pour atteindre Nice depuis Paris en TGV, alors que Marseille n'est qu'à trois heures de la capitale; la part modale du rail n'est que de 31% sur cette liaison. C'est ainsi qu'est apparu le projet de LGV Paca qui devrait relier, vers 2020, Paris à Nice en 3h30-3h45, mais qui relierait aussi entre elles les grandes villes de la région Provence-Alpes-Côte d'Azur.
La ligne Cannes-Grasse a rouvert en 2005. Elle permet désormais au TER PACA de proposer un service suburbain de Grasse à Vintimille, qui vient s'ajouter au trafic déjà chargé sur cette ligne.