Η Γραμμή 4, σχήματος «U», αποτελείται από 2 σκέλη ακτινικής μορφής, προς Γαλάτσι και Μαρούσι, και ένα κεντρικό τμήμα διερχόμενο από το κέντρο της Αθήνας, έχει συνολικό μήκος 38,2 χλμ, περιλαμβάνει 35 συνολικά σταθμούς και αποτελείται από πέντε επιμέρους διακριτά τμήματα, Α, Β, Γ, Δ και Ε:
Τμήμα Α: Άλσος Βεΐκου-Γουδή (μήκους 12,8 χλμ και 15 σταθμούς)
Τμήμα Β: Γουδή-Μαρούσι (μήκους 9,6 χλμ και 8 σταθμούς)
Τμήμα Γ: Ευαγγελισμός-Άνω Ηλιούπολη (μήκους 4,1 χλμ και 3 σταθμούς)
Τμήμα Δ: Άλσος Βεΐκου-Πετρούπολη (μήκους 7,5 χλμ και 6 σταθμούς)
Τμήμα Ε: Μαρούσι-Εθνική Οδός (μήκους 4,4 χλμ και 3 σταθμούς)
Το τμήμα Α της Γραμμής 4 αποτελεί τμήμα του προγραμματιζόμενου, μακροπρόθεσμα προς υλοποίηση, συνολικού έργου της Γραμμής 4 και έχει μήκος 12,8 χλμ. περίπου και επιπλέον περιλαμβάνει την Συνδετήρια Σήραγγα της Γραμμής 4 με τις Γραμμές 2 & 3 και την Σήραγγα Πρόσβασης και τον χώρο Εναπόθεσης/ Συντήρησης Συρμών Κατεχάκη. Το έργο περιλαμβάνει δεκαπέντε (15) υπόγειους σταθμούς και εννέα (9) ενδιάμεσα ή/και τερματικά φρέατα.
Το τμήμα Α της Γραμμής 4 μετρό και έχει σχεδιασθεί με σκοπό την εξυπηρέτηση πολλών πυκνοκατοικημένων περιοχών της πόλης και την εξυπηρέτηση πολλών σημαντικών κτιρίων και εγκαταστάσεων, όπως Νοσοκομεία, Εκπαιδευτικά Ιδρύματα, Δικαστήρια και μεγάλα δημόσια κτίρια Oργανισμών ή Υπουργείων.
H συνοπτική περιγραφή κάθε σταθμού με την χωροθέτησή του καθώς και τα βασικά και ειδικά σημεία τα οποία τον χαρακτηρίζουν δίνονται παρακάτω:
Ο Σταθμός Βεΐκου χωροθετείται στη συμβολή της Λεωφ. Ομορφοκκλησιάς (Βεΐκου) με την οδό Τράλλεων στον Δήμο Γαλατσίου.
Ο Σταθμός Γαλάτσι χωροθετείται στη συμβολή της Λεωφόρου Ομορφοκκλησιάς (Βεΐκου) και επί της συνέχειας αυτής, οδό Αγ. Γλυκερίας με την Λεωφόρο Γαλατσίου στον Δήμο Γαλατσίου.
Ο Σταθμός Ελικώνος χωροθετείται στη συμβολή των οδών Αγίας Γλυκερίας και Πάρνηθος στον Δήμο Αθήνας, παρά τον λόφο Ελικώνος.
Ο Σταθμός Κυψέλη χωροθετείται στη νοτιοανατολική πλευρά της πλατείας Κανάρη στον Δήμο Αθήνας, από την οδό Κυψέλης μέχρι την οδό Βελβενδού.
Ο Σταθμός Δικαστήρια χωροθετείται στα δυτικά του συμπλέγματος των πρώην κτιρίων της σχολής Ευελεπίδων (κτήρια) Δικαστηρίων στον Δήμο Αθήνας, στη συμβολή των οδών Ευελπίδων και Μουστοξύδη.
Ο Σταθμός Αλεξάνδρας χωροθετείται στη συμβολή της Λεωφ. Αλεξάνδρας με την οδό Μουστοξύδη στον Δήμο Αθήνας.
Ο Σταθμός Εξάρχεια χωροθετείται επί της πλατείας Εξαρχείων, στη συμβολή των οδών Στουρνάρη και Σπ. Τρικούπη στον Δήμο Αθήνας.
Ο Σταθμός Ακαδημίας χωροθετείται στην οδό Ακαδημίας, μεταξύ των οδών Ιπποκράτους και Σίνα στον Δήμο Αθήνας.
Ο Σταθμός Κολωνάκι χωροθετείται επί της πλατείας Φιλικής Εταιρείας (πλατεία Κολωνακίου) στον Δήμο Αθήνας, στη συμβολή των οδών Σκουφά, Πατριάρχου Ιωακείμ, Καψάλη, Κουμπάρη και Κανάρη.
Ο Σταθμός Ευαγγελισμός χωροθετείται στο πάρκο της Ριζάρη στον Δήμο Αθήνας, παράλληλα με την οδό Ριζάρη και διαγώνια σε σχέση με τον υφιστάμενο σταθμό Ευαγγελισμό της Γραμμής 3.
Ο Σταθμός Καισαριανή χωροθετείται στη συμβολή της Λεωφόρου Εθνικής Αντιστάσεως με την Λεωφόρο Βασ. Αλεξάνδρου στον Δήμο Καισαριανής, μεταξύ των οδών Υμηττού και Τζων Κένεντυ.
Ο Σταθμός Πανεπιστημιούπολη χωροθετείται στον χώρο της Πανεπιστημιούπολης του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθήνας στον Δήμο Καισαριανής, βόρεια της εσωτερικής οδικής αρτηρίας.
Ο Σταθμός Ιλίσια χωροθετείται στη οδό Ινδού και στις πλατείες Αόρνου και Κύπρου στον Δήμο Ζωγράφου.
Ο Σταθμός Ζωγράφου χωροθετείται επί της πλατείας Αλεξανδρή (πλατεία Γαρδένιας) στον Δήμο Ζωγράφου, στη συμβολή των οδών Γ. Ζωγράφου και Γ’ Ορεινής Ταξιαρχίας με τη λεωφόρο Στρ. Αλεξάνδρου Παπάγου.
Ο Σταθμός Γουδή χωροθετείται στην πλατεία Ελευθερίας και την οδό Λοχ. Σπηλιωπούλου στον Δήμο Ζωγράφου.
