分水关隧道是横（峰）南（平）铁路穿越武夷山脉的长大越岭隧道，全长7252米。隧道进出口既紧邻车站，又处于武夷山旅游区，洞门都进行了美化设计及坡面绿化，为旅游区提供一个可供参观的景点。

隧道穿过花岗岩地层的不同风化带，并与6条岩脉和5条大小不等的断层相交。进口端Ⅱ类围岩段穿过泥石流沟底，地下水较发育，对混凝土具有弱至中等溶出和弱酸性侵蚀，工程地质条件复杂。隧道设计长度7252米，近期内燃牵引，远期电气化。隧道施工支护用喷锚技术，永久支护为混凝土整体式衬砌。洞内轨道为次重型，按预留重型设计，洞内铺设混凝土宽枕道床，设双侧水沟，双侧电缆槽。建筑材料为防水混凝土。运营通风风道设于进口端线路前进方向左侧，风道长度46米。根据列车在洞内运行时速(上坡)22公里，允许通风时间8.85分钟等要求，分别作了有帘幕洞口风道吹入式(列车出洞关帘幕吹风、车尾进洞关帘幕提前吹风)通风方案，无帘幕洞口风道吹入式(列车车尾出洞开风机吹风、列车进洞顺列车提前吹风)通风方案以及射流纵向式全射流纵向通风、全射流提前通风、射流加洞口风道式通风方案。该通风方案的技术可行性、独特性、先进性和经济安全以及两步到位、分期实施的措施合理。是对7公里以上长隧道(不设帘幕)运营通风的新偿试和探索， 在我国尚属首次，为今后7公里以上铁路长大隧道运营通风提供了理论与实践经验。隧道1993年开工建设，1996年建成。