비록 2량 짜리 경전철로 운행되는 노선이긴 하지만, 양쪽 끝으로 많은 확장 가능성이 열려 있습니다. 현재 가장 많이 논의되는 대안으로는 남쪽으로는 광명역 및 안양으로의 연장, 그리고 신림역으로의 연장이 있으며, 북쪽으로는 검단 지선을 통한 김포시 및 일산신도시로의 연장이 고려되고 있습니다. 2021년에 제4차 국가철도망 구축계획이 발표되었는데, 이 중에서 독정역에서 일산신도시로 이어지는 지선은 새로운 프로젝트로, 인천대공원역에서 안양시로 연결되는 부분은 검토 중인 노선으로 포함되었습니다.
이런 발전이 계속되면 인천 도시철도가 수도권 광역철도로 확장될 수도 있는 초거대 노선이 될 가능성이 있습니다. 이러한 확장이 이루어지면 노선 길이가 60km를 넘어가게 되며, 단 하나의 연장만 있어도 32km로 기록을 세운 프랑스 릴 Red Line을 뛰어넘어 세계에서 가장 긴 무인운전 도시철도 노선으로 등극하게 될 것입니다. 더불어 남쪽과 북쪽 연장 모두가 성사된다면 기종점이 다른 도시 권역에 위치하기 때문에 ‘인천’ 도시철도라는 이름이 무색해질 수도 있습니다.