广深高速公路北起於中国广州市黄村立交，与广州环城高速公路相接，南止於深圳市皇岗口岸附近，与深圳皇岗路相接。屬于G4和G15的一部分，從鶴州出入口至火村出入口的路段為G4和G15並線之路段。
行車線設計為双向六線行车，全线设有路灯照明，全长122.8公里，限速为時速120公里，沿线设有广州、火村、萝岗、新塘、麻涌、望牛墩、道滘、石鼓、厚街、新联、太平、五点梅、长安、新桥、黄田、鹤洲、宝安、南头、福田及皇岗20个收费站及互通式立交桥；於南头收费站附近设有同乐检查站；广深高速公路亦是曾经香港直通巴士来往广州、珠江三角洲及广州以北城市必经之路（自廣深沿江高速通車後不少直通巴士已改行廣深沿江高速）。
广深高速公路途經广州和深圳两个千万人口的城市，以及被称为“世界工厂”的东莞，车流量极大，被称为“中国最赚钱的高速公路”，交通堵塞经常发生。[2]因此在廣東省「十一五」規劃中另建 广深沿江高速公路來舒緩交通堵塞问题。还曾因原来的服务区被拆除，百余公里的高速公路没有服务区而惹上官非。[3]
廣深高速公路由香港合和實業子公司合和公路基建有限公司以民間興建營運後轉移模式投資興建，於1994年7月18日試通車[4]，1997年7月1日開始三十年專營權直至2027年。2018年，深圳市投资控股有限公司购买合和公路基建的股权，并成为合和公路基建的母公司。合和公路基建现名深圳投控湾区发展有限公司。
為緩解廣深高速車流密集路段的交通壓力，2010年7月-2011年6月，廣深高速就耗費了約1.8億元擴建太平至五點梅路段，由雙向六車道改為雙向十車道；2011年9月-2012年4月，又投入約1.2億元擴建深圳鶴洲至福永路段，由雙向八車道改為雙向十車道，有效緩解了車流密集路段的交通壓力。2019年4月至9月，投資1.3億元擴建東莞厚街南立交段至新聯立交段，由雙向六車道擴建為雙向十車道，有效緩解南沙大橋、番莞高速通車以來該路段的交通擁堵狀況。
由深圳至廣州外圍、連同延伸至珠海的路段（原屬京珠高速公路）通稱「广深珠高速公路」[5]（現广澳高速公路一部份），是連接珠江口東西岸（包括香港及澳門）最快速陸路通道；虎門大橋通車將深圳至珠海車程距縮短了大約一半。
2020年廣深高速通車已有20餘年，為解決擁堵問題，將從現有的雙向6車道擴建成10-12車道。該工程估算471億元，施工期暫定5年。[6]2023年11月，深高速公告称广深高速将对其部分路段进行扩建，且收费期限可能将延长。[7]
在《国家高速公路网路线命名和编号规则》实施后，广深高速公路仍保留旧有的“广深”的高速公路里程标识。
注：出口序号一栏里，带有方括号的是以 广佛高速为基准的编号（以火村立交为起点） 其余均为以 京港澳高速为基准的编号（以北京为起点）
1993年12月28日，广州、深圳段45公里及东莞段的部分17公里共63公里建成主线通车，1994年7月18日主线122.8公里建成通车
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