El Tren a las Nubes sale de la estación ferroviaria de Salta. Pasa por la Estación Alvarado, en la ruta nacional 51, siguen las estaciones de Rosario de Lerma, Campo Quijano, Quebrada del Toro, Alisal, Puerta de Tastil, Meseta, Diego de Almagro, Cachinal y San Antonio de los Cobres.
El tren no usa cremalleras, de modo que la sola tracción de la locomotora arrastra a los diez coches integrantes del convoy, formado por una locomotora Diesel, un coche equipado con sala de enfermería y cabina central de transmisión informativa, un coche restaurante, un coche bar y siete coches con asientos de primera clase, con capacidad para 520 pasajeros.