ความสำคัญของเส้นทาง
แนวเส้นทางเชื่อมโยงจังหวัดตากและจังหวัดพิษณุโลก ผ่านจังหวัดสุโขทัย ขนานไปกับทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 12 ซึ่งจะแบ่งเบาการจราจรและเป็นทางเลือกในการเดินทางที่สะดวกและรวดเร็วมากขึ้นเพิ่มเติมจาก ทางหลวงหมายเลข 12

รูปแบบการพัฒนา :  
ช่วงตาก-สุโขทัยพัฒนาเป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองระบบเดียว (ไม่ใช้เขตทางร่วมกับระบบราง) แนวเส้นทางจะมีจุดเชื่อมต่อโครงข่ายทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองกับแนวเส้นทาง MR1 (เชียงราย-นราธิวาส) ช่วงสุโขทัย-เชียงใหม่ บริเวณจังหวัดสุโขทัย และเชื่อมต่อกับแนวเส้นทาง MR1 (เชียงราย-นราธิวาส) ช่วงนครสวรรค์-พิษณุโลก บริเวณจังหวัดพิษณุโลก ทั้งนี้ แนวเส้นทางระหว่างจังหวัดสุโขทัยและจังหวัดพิษณุโลก จะเป็นเส้นทางที่ MR1 และ MR4 ใช้ร่วมกัน โดยพัฒนาเป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองร่วมกับทางรถไฟความเร็วสูงสายเหนือ

แนวเส้นทางโครงการ
จุดเริ่มต้นโครงการ :  อำเภอเมืองตาก จังหวัดตาก
จุดสิ้นสุดโครงการ  :  อำเภอแม่สอด จังหวัดตาก
ระยะทางรวมประมาณ 76 กิโลเมตร ผ่านพื้นที่ จังหวัดตาก ที่อำเภอแม่สอด และอำเภอเมืองตาก

การกำหนดแนวเส้นทาง:
แนวเส้นทางมอเตอร์เวย์จากโครงการทางหลวงพิเศษระหวาส่วนใหญ่ออกแบบให้เป็นทางยกระดับมีจุดเริ่มต้นบริเวณทางหลวงหมายเลข 12 อำเภอเมืองตาก จังหวัดตาก โดยปรับแนวเส้นทางมอเตอร์เวย์โครงการทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง สายตาก-แม่สอด ในช่วงเริ่มต้นโครงการเพื่อไปเชื่อมต่อกับแนวเส้นทาง MR4 ช่วงพิษณุโลก-ตาก หลังจากนั้นแนวเส้นทางโครงการจะมุ่งหน้าทางทิศตะวันตกโดยตัดผ่านทางหลวงหมายเลข 104 และทางหลวงหมายเลข 1 แล้ววิ่งใกล้แนวทางหลวงหมายเลข 12 ตลอดแนวเส้นทาง ผ่านพื้นที่อุทยานลานสาง อุทยานแห่งชาติน้ำตกพาเจริญ ซึ่งในช่วงดังกล่าวจะออกแบบให้เป็นอุโมงค์ตัดผ่าน หลังจากนั้นแนวเส้นทางจะวิ่งไปตัดกับทางหลวงหมายเลข 105 (แม่สอด-แม่ระมาด) และไปสิ้นสุดแนวเส้นทางที่ทางหลวงหมายเลข 103 บริเวณอำเภอแม่สอด จังหวัดตาก

การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

• • ผลการตรวจสอบและการรวบรวมพื้นที่อ่อนไหว รวมทั้งข้อจำกัดทางด้านสิ่งแวดล้อมของทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองสายตาก-นครพนม ช่วง ตาก-พิษณุโลก พบว่า มีความยาวประมาณ 143 กิโลเมตร ผ่านพื้นที่ทั้งหมด 25 ตำบล 7 อำเภอ 3 จังหวัด ได้แก่ จังหวัดตาก จังหวัดพิษณุโลก และจังหวัดสุโขทัย ลักษณะพื้นที่ที่ตัดผ่านมีความลาดชันค่อนข้างสูง โดยผ่านพื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1A เป็นระยะทาง 6.98 กิโลเมตร และพื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 2 เป็นระยะทาง 5.10 กิโลเมตร โดยตัดผ่านป่าสงวนแห่งชาติ จำนวน 4 แห่ง ได้แก่ ป่าประจำรักษ์ ป่าแม่พันลำ-ป่าแม่มอก แม่สลิด-ป่าโป่งแดง และป่าลุ่มนำวังทองฝั่งขวา เป็นระยะทางประมาณ 83.55 กิโลเมตร และตัดผ่านเขตห้ามล่าสัตว์ป่า 1 แห่ง คือ เขตห้ามล่าสัตว์ป่าเขาน้อย-เขาประดู่ เป็นระยะทางประมาณ 9.65 กิโลเมตร
  • สำหรับพื้นที่อ่อนไหวต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อมในระยะ 500 เมตรจากสองฝั่งแนวเส้นทาง ช่วงตาก-พิษณุโลก ประกอบด้วย สถานศึกษา 8 แห่ง ศาสนสถาน 8 แห่ง สถานพยาบาล 3 แห่ง และชุมชน 29 ชุมชน สำหรับโบราณสถาน ในระยะ 1 กิโลเมตรจากสองฝั่งแนวเส้นทาง พบจำนวน 12 แห่ง ได้แก่ วัดจอมทอง วัดสระเก้าห้อง วัดโบสถ์ วัดปากท่อ 1 วัดวังสีสุก คันดินอ่างเก็บน้ำหมายเลข 2 อ่างเก็บน้ำโบราณหมายเลข 2 วัดปากท่อ 2 วัดคุ้งหมาย โบราณสถานร้าง น.17 (วัดสวนแตง) วัดลาวพันลำ และวัดหินตั้ง
  • ลักษณะการใช้ประโยชน์ที่ดินของพื้นที่ที่แนวเส้นทางตัดผ่าน ประกอบด้วย พื้นที่เกษตรกรรม 289,217.40 ไร่ พื้นที่ป่าไม้ 295,352.60 ไร่ พื้นที่ไม่ใช้ประโยชน์ 99,620.79 ไร่ พื้นที่ชุมชนและสิ่งปลูกสร้าง 31,878.83 ไร่ และพื้นที่แหล่งน้ำ 15,968.79 ไร่ โดยมีจุดตัดถนนสายหลัก 15 จุด ถนนชุมชน 55 จุด นอกจากนี้ ยังตัดผ่านแหล่งน้ำประเภทแม่น้ำลำคลอง 34 จุด