Kuzey Marmara Otoyolu'nun güzergahı iki ana hat üzerinden ilerlemektedir: 1. Avrupa Yakası: Silivri ilçesi Kınalı kavşağından başlayarak, İstanbul Havalimanı bağlantı yolları ile Yavuz Sultan Selim Köprüsü'ne bağlanan Eyüp ilçesi Odayeri semtinde sona ermektedir. 2. Asya Yakası: Pendik ilçesine bağlı Kurnaköy gişelerinden başlayıp, kesintisiz olarak İzmit'e kadar devam etmektedir. Bu güzergah boyunca ayrıca Sabiha Gökçen Havalimanı, İstanbul Park, Gebze OSGB, Dilovası TEM bağlantı yolu, D-100 bağlantı yolu ve Osmangazi Köprüsü'ne de ulaşım sağlanmaktadır.