Die Pilotstrecke Chemnitz Hbf - Zentralhaltestelle - Altchemnitz - Stollberg ist 23 Kilometer lang und besteht aus drei Abschnitten:

Straßenbahnstrecke von Chemnitz Hbf nach Altchemnitz

Verknüpfungsstelle in Altchemnitz

Eisenbahnstrecke von Altchemnitz nach Stollberg

Die Gleise des ersten Teils beginnen am Hauptbahnhof, erschließen die Innenstadt mit ihren kulturellen Einrichtungen, der Technischen Universität, städtischen und regionalen Ämtern und Einkaufsmöglichkeiten. An der Zentralhaltestelle wird die Trasse über kurze und bequeme Umsteigewege mit allen Bus- und Straßenbahnlinien des Stadt- und Regionalverkehrs verknüpft. In Richtung Süden schließt sich die Strecke auf der Annaberger Straße bis nach Altchemnitz an.

Dort fahren die Variobahnen über die Verknüpfungsstelle vom zweigleisigen Straßenbahnnetz auf das eingleisige Eisenbahnnetz. Notwendig war eine Weiche zur Herstellung der Gleisverbindung Straßenbahn - Eisenbahn. Dabei kommen zwei Welten zusammen: zum einen die Straßenbahn mit leichten Triebwagen, engen Gleisradien in Straßenzügen, Fahren auf Sicht und Halten an normalen Verkehrsampeln, zum anderen die Eisenbahn mit schweren Zügen, großen Gleisradien, der Unabhängigkeit vom übrigen Verkehr und Fahren nach Signalen.
Verbunden wird auch die neu errichtete Fahrleitung über dem Eisenbahnabschnitt mit der Fahrleitung der Straßenbahn. Die Neue hat eine Spannungsebene von 750 V DC, das Stromnetz der CVAG ist mit 600 V DC gespeist.

In Altchemnitz entstand außerdem ein komfortabler und funktionaler Verkehrsknoten mit Umsteigemöglichkeiten zu allen hier verkehrenden Linien mit Bahnsteigen für eine Tür-an-Tür-Lösung von Bus zu Bahn.

Der dritte Abschnitt der Pilotstrecke ist die Eisenbahntrasse Altchemnitz - Stollberg. Dieser Teil ist eingleisig, und Züge können sich nur an den Kreuzungsbahnhöfen in Neukirchen-Klaffenbach und in Pfaffenhain (Neubau) begegnen. In den eingleisigen Abschnitten und den Bahnhöfen wird moderne Sicherungstechnik (ESTW - Stellwerk) mit automatischer Gleisfreimeldung und punktförmiger Zugbeeinflussung verwendet. Die höhere Streckengeschwindigkeit und die dichte Zugfolge gegenüber früher erforderten die Modernisierung, Erweiterung und Neuanlage technisch gesicherter Bahnübergänge. Fahrdienstleiter überwachen und steuern die gesamte Strecke mit allen technischen Einrichtungen vom elektronischen Stellwerk in Stollberg aus.

Sonderlösungen im Oberbau, wie der Einbau beweglicher Herzstückspitzen und erhöhter Radlenker in Weichen und bei Frost beheizter Schienenrillen in Bahnübergängen dienen einer sicheren Betriebsabwicklung. Sechs Gleichrichterunterwerke entlang der Trasse speisen die Fahrleitung.

Drei neue Stationen kamen hinzu: im Stadtgebiet Chemnitz die Haltepunkte Riemenschneiderstraße und Klaffenbach und in Stollberg der Haltepunkt Schlachthofstraße. Alle Stationen entstanden nach modernen Gesichtspunkten. Dazu zählen eine Bahnsteighöhe von 20 cm zum niveaugleichen Ein- und Ausstieg, Fahrgastunterstände mit Informationsanlagen, dynamische Fahrgastinformation, Parkmöglichkeiten für Fahrräder und PKW und verbesserte Umsteigebeziehungen zu den regionalen Buslinien. Eine weitere Station in Harthau an der Friedrichstraße ist in Vorbereitung

Im Bahnhof Stollberg beginnt und endet auch die Kursbuchstrecke 523 Stollberg - Lichtenstein - Glauchau. Deshalb verfügt der Bahnhof über mehrere Bahnsteige. Den Übergang auf die Buslinien gewährleistet der Busbahnhof in unmittelbarer Nachbarschaft des Endpunktes der Pilotstrecke.