ทางรถไฟสายสงขลา แยกจากทางรถไฟสายใต้ที่ชุมทางหาดใหญ่ มีความยาวประมาณ 30 กิโลเมตร เปิดเดินรถครั้งแรกในสมัยรัชกาลที่ 6 เมื่อวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2456 ประกอบด้วยสถานี ที่หยุดรถและป้ายหยุดรถดังต่อไปนี้
ต่อมาในปี พ.ศ. 2521 คณะรัฐมนตรีมีมติให้การรถไฟแห่งประเทศไทยยกเลิกการเดินรถไฟสายสงขลา ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2521 แต่ให้รักษาเขตทางไว้ก่อน โดยมิได้รื้อทางรถไฟออก ปัจจุบันเส้นทางอยู่ในสภาพชำรุดทรุดโทรม และมีผู้บุกรุกปลูกสร้างอาคารบ้านเรือนทับบริเวณเขตทางรถไฟเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะในเขตเทศบาลนครสงขลา
เมื่อเมืองหาดใหญ่และเมืองสงขลามีการพัฒนาเติบโตขึ้นเป็นอย่างมาก จึงมีแนวคิดที่จะฟื้นฟูเส้นทางรถไฟสายนี้ขึ้นมาใหม่ตามโครงการศึกษาจัดทำระบบขนส่งมวลชนเมืองหาดใหญ่และเชื่อมโยงเมืองสงขลา มี สำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและจราจร เป็นผู้ให้ทุนและมอบหมายให้ศูนย์วิจัยและพัฒนาจราจรและขนส่ง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เป็นผู้ศึกษาในปี พ.ศ. 2552 ผลการศึกษาเห็นว่าระบบขนส่งมวลชนที่เหมาะสมควรเป็นทางรถไฟรางเดี่ยว ใช้ขบวนรถดีเซลราง โดยมีประมาณการค่าใช้จ่ายทั้งโครงการ 5,000 ล้านบาท
