東京都下多摩地域の北西部を走る。青梅駅以東では中央線電車の乗り入れが多く、東京都区部への通勤輸送の一角を担っている。一方、奥多摩地区への観光路線としての性格も併せ持つ。全線で多摩川左岸に沿って走り、多摩川本流を横断することはない。
全区間が旅客営業規則の定める「東京近郊区間」「電車特定区間」およびIC乗車カード「Suica」の首都圏エリアに含まれている。ラインカラーは中央線と共通のオレンジバーミリオン（）が使用されている。
路線データ.
全線がJR東日本八王子支社の管轄である。
歴史.
青梅短絡線.
運行形態.
中央線直通.
乗客は中央線直通列車（特に青梅特快）に集中する傾向がみられる。また、当路線や中央線で人身事故や設備トラブルが生じた場合は直通運転を打ち切る場合が多い。立川駅では上りは中央線と青梅線からの直通列車の同時到着が可能だが、下りはポイントの関係上、中央線と青梅短絡線を経由する青梅線直通列車の同時発車ができないなどの制約がある。
女性専用車.
臨時列車.
貨物輸送.
青梅短絡線.
走行列車.
使用車両.
現在の使用車両.
沿線概況.
中央本線（中央線）からの下りおよび南武線からの直通列車と一部列車は、立川駅から西立川駅まで中央線を立体交差で越える「青梅短絡線」と呼ばれる単線の線路を通る。
青梅短絡線を経由する列車は立川駅を出ると、まもなく中央線の線路から分かれ、南武線方面から延びてくる線路と合流し、土手を登り始める。登ると、まもなく右へカーブ、中央線の上を跨ぐ。その先を数百メートル進み、踏切を越えるところに左手に草が生えた空き地のような場所がある。ここは元々、武蔵上ノ原駅があった場所である。現在は廃駅で、プラットホームも撤去されている。その先は完全に住宅地の中に入り、家々のすぐ横を走っていく。さらに行くと、残堀川を渡り、右手に見えてきた青梅線の本線と合流し、西立川駅となる。
西立川駅は国営昭和記念公園の最寄り駅。東中神駅と中神駅の周辺は主に住宅地で、駅前は商店も混在する。昭島駅は昭島市の中心駅であり、郊外型の大型店舗や映画館などが隣接し、買い物客が多い。拝島駅では五日市線、八高線、西武拝島線への乗り換えで多くの乗り降りがある。福生市から羽村市、青梅市にかけて住宅地の中を走るため、特にこの近辺は青梅線内において利用者数の多い駅が集まっている。