Cao tốc TP Hồ Chí Minh - Mộc Bài dài 53,5km, bắt đầu từ đường vành đai 3 (huyện Hóc Môn, TP Hồ Chí Minh), đi song song đường sắt Tân Chánh Hiệp - Trảng Bàng (Tây Ninh). Đến khu vực ga đường sắt Gò Dầu rẽ phải, cắt qua quốc lộ 22B rồi tiếp tục rẽ phải, vượt sông Vàm Cỏ đi về phía quốc lộ 22, kết nối với cửa khẩu Mộc Bài.
Giai đoạn đầu được chia thành hai phần: TP - Trảng Bàng (dài 33 km, có quy mô bốn làn xe, tốc độ thiết kế 120 km/giờ) và Trảng Bàng - Mộc Bài (dài 20,5km, bốn làn xe, tốc độ 80 km/giờ). Giai đoạn 2 sẽ làm 6 - 8 làn xe.
Dự kiến năm 2021 dự án sẽ tiến hành bồi thường giải phóng mặt bằng, tái định cư. Tháng 3/2021, đấu thầu lựa chọn nhà đầu tư. Từ năm 2011 đến 2025 tập trung triển khai dự án. Năm 2025 khánh thành, đưa vào hoạt động.
Tuyến cao tốc này được quy hoạch từ lâu, về nguyên tắc sẽ do Bộ Giao thông Vận tải làm chủ đầu tư, nhưng có một số lý do nên dự án chưa thể triển khai. Hồi tháng 9/2019, UBND TP và tỉnh Tây Ninh cùng gửi văn bản kiến nghị Bộ Giao thông Vận tải báo cáo Thủ tướng cho TP có thẩm quyền tổ chức triển khai dự án, phối hợp cùng Tây Ninh.
2 địa phương cũng đề xuất tự lo kinh phí bồi thường (phía TP khoảng 2.000 tỷ đồng, Tây Ninh 1.000 tỷ đồng); phần kinh phí xây lắp, đầu tư còn lại gần 8.000 tỷ kiến nghị Chính phủ cho đấu thầu hoặc chỉ định thầu.
