广州站位于中国广东省广州市越秀区环市西路，是华南最大的火车站之一和广州最主要的铁路客运站之一和中国最重要的铁路交通枢纽之一，广州地铁二号线和五号线在此交会。
由于现有的主站厅的设计标准已经远远不能满足当下的实际客流量，亦有计划于2016年将火车站进行大改造，改造后将会接入3条城际铁路和南广、贵广高铁等。

广州火车站大改造的计划，已从2013年开始酝酿。计划改造的原因是广州火车站的设计标准已经远远不能满足当下的实际客流量。
广州火车站至2013年仅4个站台，7条到发线，接发列车能力日均仅为35对，设计日发送旅客能力3万人次。而2013年，该站日均办理接发图定旅客列车113对，日均到发旅客约11万人次。春运最高峰日均接发旅客列车177.5对，发送旅客达23万人次。
2013年下半年广州市长陈建华牵头，带领发改委、规划、国土、交委等相关部门在广州火车站举办改造协调会。与会人士透露，改造主要由广州市牵头出资，专门成立公司运作，市财政已拨款1000万作为启动资金。计划修建一条外包线，先将广州站货运业务外移。外包线的征地拆迁工作已经开始进行，初步计划2016年完成建设。外包线修好后，就可开始改造工程，拆除2013年的广州火车站的主体建筑。
对于广州火车站此次改造，广州市发改委有关人士表示正处于前期研究阶段。由于火车站地处中心城 区，改造将涉及人流分流问题和交通问题，因此希望将对周边的影响降到最低。发改委和规划、国土、交委等部门正在共同研究中。