인천국제공항이 도서 지역에 건설되면서 공항과 서울을 비롯한 각 지역을 연결할 필요성이 제기되었다. 이에 인천국제공항고속도로와 인천국제공항철도 건설이 계획되었다. 인천국제공항철도는 인천국제공항과 김포공항 및 서울 도심으로 연결되어야 하므로 김포공항에서 서울 강북구간을 연결하는 새로운 철도 교량이 필요하게 되었다.
마곡대교는 고양시 덕양구 현천동과 서울특별시 강서구 마곡동을 연결하는 총길이 2,930m, 폭 10.7m의 복선 철도교이다. 인천공항철도의 디지털미디어시티역과 마곡나루역사이 운행 구간에 위치하고 있으며, 방화대교와 가양대교 사이에 위치하고 있다.
인천국제공항철도가 민간 투자 사업이므로 그 구간에 위치한 마곡대교도 민간사업자에 의하여 추진되었다. 마곡대교 건설에 총 1,287억원이 투입되었다. 공항철도 2단계인 김포공항~서울역 구간이 2004년 1월 착공되고 2010년 12월 29일 개통되면서 마곡대교에 철도가 통행하기 시작하였다. 마곡대교를 통과하는 인천국제공항철도는 수익형 민자사업 방식인 BTO(Build Operate Transfer)로 추진되었기 때문에, 민간사업자인 공항철도(주)가 2007년 3월 23일부터 2040년 10월 28일까지 34년간 운영권을 갖게 된다.
전체 교량 길이 중 한강 횡단 구간은 1,090m이고 강북측의 접속교 1,010m, 강남측의 접속교 293m로 구성되어 있다. 교각과 교각 사이의 길이가 가장 긴 구간의 경간장은 120m이며, 구조형식은 강상판 상자형교(S.T.Box Girder)와 워런 트러스(Warren Truss)/‘와렌트러스’(<우리말샘> 이웃한 격간에서 경사재를 지그재그 모양으로 설치한 트러스. ⇒규범 표기는 ‘워런 트러스’이다.)를 워런 트러스로 수정하였는데요, '워런트러스'는 <우리말샘> 미등재어입니다. 이때 '워런 트러스'에 '와렌^트러스'를 각주로 달아야 할까요?/ 형식으로 구성되었다. 교량 상판은 콘크리트로 지어졌으며 다른 철교와는 다르게 레일을 콘크리트 도상에 직접 체결한 슬래브(slab) 도상으로 건설되었다. 철도교는 고속으로 주행하는 중량의 열차 하중에 노출되어 마곡대교는 EL-18 활하중을 설계 기준으로 하고 있다.
한강을 횡단하는 교량 중 네 번째로 건설되었다. 철도교이지만 '철교'가 아닌 '대교'로 칭하고 있다.
현재는 공항철도(주)가 운영 및 관리를 하고 있다. 현재 인천국제공항철도 일반 열차와 직통열차가 평일 기준 1일 왕복 383회 이 교량을 통과하고 있으며, 디지털미디어시티역과 마곡나루역이 모두 지하 역사이기 때문에 교량 통과 후 바로 지하로 진입한다.