胶州湾大桥东起李村河互通，上跨胶州湾，中接红岛互通立交，西至黄岛东枢纽立交；线路全长42.23千米，桥梁全长31.63千米，是中国建桥者自行设计、施工、建造，具有独立知识产权的特大跨海大桥。

胶州湾大桥主要由沧口航道桥、红岛航道桥以及大沽河航道桥三部分组成，其中，沧口航道桥采用双塔平行稀索钢箱梁斜拉桥，红岛航道桥采用主跨独塔平行稀索钢箱梁斜拉桥，大沽河航道桥采用独塔独柱自锚式钢箱梁悬索桥。

胶州湾大桥结构新颖、造型独特、美观大气，三座航道桥与蜿蜒的非通航孔桥、海上互通立交等共同谱写了一部气势磅礴的桥梁组曲，既与青岛市的城市及建筑风格相呼应，又富有现代的气息，是全球屈指可数的现代化桥梁集群工程。该桥已成为青岛市的又一标志性建筑，为中国桥梁史再添辉煌的一页。

胶州湾大桥于2006年12月26日动工兴建，时称“青岛海湾大桥”；2010年12月22日，大桥完成主桥合龙工程，全桥贯通；2011年6月23日，大桥被命名为“胶州湾大桥”；2011年6月30日，大桥通车运营；2020年3月30日，大桥开通胶州连接段。

胶州湾大桥的主要技术难点在于当地恶劣的自然环境和气候条件，以及对环保的要求。传统粗放型的施工方式已经不再适用于胶州湾大桥的施工，同时要建设如此大规模的桥梁，施工过程必须做到一丝不苟，绝不能出现任何纰漏，因为小小的隐患就可能导致后期桥梁使用过程中的重大事故；此外，在胶州湾上，还密布着许多航线，建设这座大桥是为了方便陆上交通，但绝不能因此影响到海上航线的安全。因此，在修建这座桥梁的时候，施工团队顶着巨大的压力。

施工团队采取了“大节段钢箱梁安装施工技术”、“大跨径小半径曲线箱梁施工技术”、“海上大型钢套安装施工技术”以及“承台套箱围堰施工技术”，成功解决了大桥的施工技术难题，并凭借这一了不起的成就斩获多项殊荣：2011年，胶州湾大桥荣获《福布斯》榜“全球最棒11座桥梁”；2013年，胶州湾大桥荣获“第30届国际桥梁大会乔治·理查德森奖”；2018年，胶州湾大桥荣获中国公路“李春奖”。