Строительство метро — процесс трудоемкий, включающий в себя несколько сложных этапов: выбор места расположения, инженерные изыскания, проектирование, строительство станции (прокладка шахтного ствола, проходка тоннелей, укладывание путей, строительство системы переходов и монтаж эскалаторов, прокладка коммуникаций и внутреннее оформление). Сегодня при строительстве метро чаще всего используют специальные сложные механизмы — проходческие щиты, представляющие собой подвижные сборные металлические конструкции, обеспечивающие безопасное проведение выработки и сооружение в ней постоянной обделки (строительной конструкции, которая возводится вокруг горной выработки при строительстве подземного сооружения).
Первый механизированный щит для проходки горизонтальных тоннелей был опробован в Ленинграде в середине прошлого века, но технологии не стоят на месте. Так, например, одним из важнейших изобретений недавнего времени стал проходческий щит для сооружения наклонного хода. Наклонный ход прокладывается для соединения станции глубокого заложения с вестибюлем, в нем устанавливают эскалаторы. Традиционно наклонные ходы строились с помощью заморозки, но эта технология не подходит для строительства в центре города, где располагается множество зданий, поскольку время разморозки осадка расположенных вблизи грунтов может доходить до полуметра.
Как правило, различают закрытый способ строительства (с помощью тоннелепроходческих щитов) и открытый, при котором тоннели и станции строятся соответственно в траншеях и котлованах и, будучи завершенными, снова засыпаются грунтом. Закрытый способ применяется при строительстве линий глубокого заложения, когда этого требуют гидрогеологические условия или необходимо сохранить ценную застройку в городах. В иных случаях станции мелкого заложения строят открытым способом. Для линий мелкого заложения в России применяют также гибридный — «московский» — способ, когда станции строятся открытым способом, а тоннели — закрытым.
Еще одна важная задача, решаемая при строительстве метро, — это вывоз земляных масс, извлекаемых в ходе работ. Как известно, метро постоянно растет и развивается. Известно, что к 2023 г. общая протяженность московского метрополитена достигнет 55 километров. А ведь эти огромные объемы земли необходимо куда‑то вывозить. Для того чтобы понять, куда можно будет реализовать землю, сначала исследуют ее качество. Огромное значение имеет и глубина, с которой такая почва поднята.