海底隧道的建造方式可以分为两种。首先是通过在海底岩层中使用先进的盾构机进行挖掘，这种方法通常被用于像英吉利海峡这样的长隧道。盾构机会在海底岩层中打通通道。另一种方式是使用预制的大型钢管或混凝土方箱，沉入预先处理好的海底基础上，随后在接头处使用混凝土封住。随后海水会被抽干，内部隧道会进行加固衬里，就形成了海底隧道。香港的海峡隧道就是采用这种方式建设的。
海底隧道的特点是将一条隧道开凿在海底岩层下方。火车会从地面上的引道进入海底隧道，再从对面的海岸的引道返回地面。中间的水平部分就是海底隧道，两侧是斜坡的海岸引道，最上方则是露出地面的部分。有时，根据具体的地形和地质条件，海底隧道的形状并不完全水平。在开凿时，隧道的横断面可以是圆形或马蹄形。此外，隧道的底部还可以铺设输油管道和电缆等，有的海底隧道甚至开凿成两个单线的复线隧道。
