过海隧道一般规模大，场地环境复杂且工程经验缺乏，设计方案优劣直接关系到工程的成败。目前内地尚无建成的地铁过海区间隧道，对过海区间的设计标准和技术研究较少。文章以厦门轨道交通3号线过海区间为工程背景，采用地质分析、工程类比和综合比选的方法，对长大过海地铁区间的设计关键技术，包括工法选择、断面设计、防排水设计、海域复杂地质应对、耐久性设计、防灾通风及疏散等进行分析。提出结合不同区段地质情况采用盾构法和矿山法组合的工法； 矿山法段防排水考虑超前注浆控制排水量，采用可维护排水系统； 海域复杂地质段（包括风化深槽、富水砂层、硬岩及软硬不均地层、孤石发育等）采取针对性设计措施； 隧道结构的耐久性设计与承载力极限设计并重对待，考虑预留补强空间； 隧道防灾采用分段纵向通风排烟模式，设置岸边通风竖井和土建排烟风道。研究成果可为区间方案决策提供技术支持，并为类似工程实施提供借鉴。