按照2012年9月，国家发改委批复《浙江省温州市域铁路建设规划(2012-2018年)》，S3线的建设规模是瑞安至鳌江，线路长约20公里，其中山岭隧道长约2.2公里。据介绍，结合《温州市域铁路网规划》和《温州市域铁路建设规划》中S3线研究范围，考虑到温州大都市区发展方向和城市客流特征，此次预可行性研究报告对S3线范围再次进行研究。
根据此次研究范围，S3线起于永嘉县上塘中心城区，经过永嘉黄田、三江，下穿瓯江后，在温州站与S1线换乘，沿温瑞大道，经瑞安仙岩，过飞云江，经平阳万全、下厂，过鳌江后终点至苍南灵溪。
S3线线路全长约102公里，其中地下线13.65公里，山岭隧道长度7.91公里，高架线长度77.38公里，路基长度3.08公里。全线设站25座，其中地下站5座，高架站19座，地面站1座，换乘站共5座。
此外，S3线拟分三期建设，其中一期工程飞云站至温州站，线路正线全长约33.3公里，设站9座，包括地下站1座，高架站7座，地面站1座，换乘站2座，一期工程包含飞云车辆段。二期工程飞云站(不含)至鳌江、温州站(不含)至黄田，三期工程黄田至上塘、鳌江至灵溪，二三期线路正线全长约68.7公里。
在速度目标值选择方面，结合城市轨道交通发展目标，以及S3线较长的特点，为更好地吸引客流，增强市域铁路的竞争力，设计单位经过对100km/h、120km/h、140km/h三个速度目标值方案的研究，推荐全线速度目标值采用140km/h。另外，S3线车辆选型与S1线车辆一致，为市域动车组。
市铁投集团相关负责人表示，市域铁路S3线作为环形市域轨道交通圈重要组成部分，将为中心城与辅城和外围组团之间提供快速、大容量、公交化服务，是温州大都市区范围南北向交通走廊的骨干，对拉开城市框架、实现温州市城市总体规划起到至关重要的作用。此次S3线预可行性研究报告评审会结束后，他们将根据专家组意见，进一步完善S3线线站位方案和主要技术标准，并继续加快项目后续环节的进度。
