文湖线属于中运量系统，本线除松山机场站和大直站为地下车站外，均为高架车站。路线东起南港经贸园区的南港展览馆站，穿过中山高速公路的汐止五股高架桥进入内湖后沿康宁路、成功路、文德路、内湖路、北安路至大直，往南穿越基隆河及台北松山机场后，沿民族东路北侧、复兴北路、复兴南路、和平东路、福州山隧道、辛亥路、兴隆路、万芳路，接着穿越景美溪，沿新光路至终点动物园站，全线总长25.7公里。其中南港展览馆站至忠孝复兴站为一环状路线。文湖线列车营运模式为「动物园－南港展览馆」，亦曾计画增加「麟光－剑南路」的区间车服务。