港珠澳大桥的前身是原规划中的伶仃洋大桥。20世纪80年代初，香港、澳门与中国内陆之间的陆地运输通道虽不断完善，但香港与珠江三角洲西岸地区的交通联系因伶仃洋的阻隔而受到限制；同世纪90年代末，受亚洲金融危机影响，香港特别行政区政府认为有必要尽快建设连接港珠澳三地的跨海通道，以发挥港澳优势，寻找新的经济增长点。
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​港珠澳大桥采用石散石湾—拱北明珠的线位方案，线路东起香港新界离岛区大屿山石散石湾，接香港口岸，经香港水域，沿23DY锚地北侧向西依次经过珠江口铜鼓航道、伶仃西航道、青州航道、九洲航道，至珠海市香洲区拱北街道，止于珠澳口岸人工岛。
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​港珠澳大桥香港连接线起于粤港海域边界，连接港珠澳大桥的主桥至香港口岸，全长12千米；珠海连接线起于珠海市香洲区拱北街道珠海口岸人工岛，止于珠海市香洲区南屏镇洪湾社区，全长13.9千米；澳门连接线起于澳门人工岛西南侧，通过桥梁方式进入澳门填海新区。 截至2019年1月，途经港珠澳大桥的线路为珠三角环线高速公路南环。
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