Kolej Zakaukaska odegrała ważną rolę we wprowadzaniu trakcji elektrycznej. Na odcinku przez Przełęcz Suramską testowano lokomotywy elektryczne z serii WŁ11, WŁ15 i WŁ19 – w lokomotywie WŁ19-01 po raz pierwszy przetestowano system hamowania odzyskowego. W 1942 roku po raz pierwszy w Związku Radzieckim zaprojektowano i zbudowano tu ruchome podstacje trakcyjne, rozpowszechnione później na wielu liniach zelektryfikowanych. W latach 70. XX wieku na odcinku Gori – Cchinwali testowano system sieci trakcyjnej o napięciu 6,6 kV.

W związku z przejściem na trakcję spalinową i elektryczną, musiano dostosować infrastrukturę do nowych potrzeb. Przy tej okazji wyremontowano także i wybudowano nowe dworce kolejowe. W strefach sejsmicznych zastosowano specjalne, indywidualne projekty dla stacji (mowa tu np. o stacjach w miejscowościach Oczamczyra, Suchumi, Gagra i Nowy Aton). Na Kolei Zakaukaskiej wielokrotnie korzystano z mostów, wiaduktów i tuneli. Przykładowo: odcinek linii Achalkalaki – Marabda, o ponad trzydziestu wiaduktach i mostach, w tym ze 110-metrową estakadą;