元住吉駅
駅構造
島式ホーム2面6線の高架駅で、橋上駅舎を持つ。外側2線は東横線の特急・通勤特急・急行の通過線である。
東横線では、長らく日吉駅において各駅停車と急行との緩急接続が行われていた。1980年代末において日吉駅での大規模な改良工事の実施に伴い、待避線が使用できなくなった。このため、当該工事期間中に限り各駅停車は当駅で急行の通過待ちを行っていた。この改良工事完成後は日吉駅での緩急接続に戻され、早朝の各駅停車渋谷行1本のみが当駅で急行の通過待ちを行っていた。
しかし、目黒線延伸開業（武蔵小杉 - 日吉間）に先立ち、日吉駅の待避線を目黒線の線路に切り替えるための工事が実施されるため、2007年8月23日のダイヤ改正からは、日吉駅での速達列車の接続・通過待ちはすべて当駅での通過待ちに変更された。
駅舎や改札口のある改札階は渋谷寄りの3階（ホームの上）で、改札階と出入口の間は長いエスカレーターやエレベーターなどで連絡されている。ただし、階段とエレベーターは西口側に存在しているが、東口側にはない。出入口は東口と西口の2か所があり、踏切の脇に出る構造になっている。3階は開放的な造りのコンコースで植栽もされ、飲食店などの店舗も営業し、改札前広場のガラス張りの壁から階下の線路や列車を眺めることができる。改札内コンコースも広々と造られており、同じくガラス張りの壁からホームを見下ろせる。ホームは2階にあり、階段・エスカレーター・エレベーターで接続する。
また、トイレは旧駅舎時代、駅外に公衆トイレがあったことから構内には設置されていなかったが、駅舎改築に際して改札内に新設され、ユニバーサルデザインの一環として多機能トイレも併設された。洗浄にはホームや線路に貯めた雨水が使われている（後述）。
2012年2月から3月にかけて、西口出入口前に6店舗が入居する地域密着型の商業施設がオープンした。
環境対策
当駅は、環境に配慮した駅を謳っているのが特徴に挙げられる。
ホームおよびコンコースの屋根部分に鉄道駅で最大級となる太陽光発電システムを導入しており、最大出力時に駅で使用する電力の約14%程度を賄えるという。また、改札内・外コンコースに液晶ディスプレイがそれぞれ1台設置され、発電量を表示するだけでなく、地域の既存ネットワークを活用した天気予報や企業広告などの表示も視野に入れている。なお、このディスプレイは大井町線の各駅などに設置されている「東急お知らせモニター」とは別物である。
発電パネルには田園都市線の南町田グランベリーパーク駅でも実績のある透過（採光）型建材一体型パネルが採用され、従来型パネルのバックシートを透過（採光）型に変更することで製品重量の増加を避けた。駅舎部のトップライトは耐火性が要求されるのでパネルの下面（室内側）に網入りガラスを取り付けた二重構造である。これは透過型で、日中はセルの隙間から太陽光を透過させて照明負荷の軽減を図りつつ、シルエットで太陽光発電の存在を認めうる。夜間はモジュール裏面（駅舎は網入りガラス裏面）に貼り付けた乳白色フィルムに室内照明光が反射し、内観は間接照明風で、昼夜で表情が異なる。パネル全体の透過率は約15%で、夏場のホームの暑さ対策を行っている。発電出力はホーム上家部で約100kW、コンコース部で約40kWであり、駅全体の消費電力の15%を賄う計画である。この発電パネルは新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO) の太陽光発電新技術フィールドテスト事業の建材一体型システムの共同研究として設置され、太陽光発電システム事業費の50%の助成を受けている。太陽電池モジュールは単位面積当たりの変換効率の高い単結晶セルを強化ガラスと透過性のあるバックシートでラミネートした構造である。発電した直流電流を系統交流電力に変換するパワーコンディショナーは、プラットホーム上下線を区分けして50kWを2台、コンコース用に40kW1台の構成で、故障時に備えた。交流に変換した電力は高圧一般配電線に系統連係され、駅構内の他負荷設備に供給される。この設備で年間約121,000kW/hの発電量が期待され、重量換算で約73tの二酸化炭素削減の効果がある。
また、ホームや線路に降った雨水を線路下の貯水タンクに貯めて浄水し、トイレの洗浄水として利用している。従来、駅構内トイレのように水道使用量が多大で、雨水利用による節水効果が高い施設での採用事例は少ない。本駅でのトイレ洗浄水量は1日約19L程度で、雨水利用による節水効果が高いと見られる。ホーム上家の雨水を雨水貯留タンク（約50L）に貯水し、濾過器で濾過した後、トイレ洗浄水として利用している。そのため、トイレ水使用量のうち25%を賄う計画となっている。鉄道駅の場合、大容量雨水貯留タンクをどこに設置するかが問題になるが、本駅はホーム下に設置された。また、トイレ洗浄水系統の給水ポンプも、地上階ではなくホーム階レベルに設置することにより、搬送動力削減も実現した。
元住吉検車区
2006年9月23日までの地上駅時代は当駅南側の元住吉検車区に直接入庫・出庫が可能な構造であり、上下線双方から当駅が始発・終点となる列車が朝ラッシュ時や夜間に多数存在していた。さらに、当駅は特急・通勤特急・急行の通過駅であるが、検車区への出入庫を兼ねて当駅が始発・終点となる急行が設定されていた。
しかし、当駅が高架化されてからは駅舎が200m程日吉寄り、すなわち元住吉検車区の直上へ移設されたため、駅構内から検車区には直接入庫・出庫が不可能な構造になった。このため、隣の武蔵小杉および日吉からの出入庫となる。武蔵小杉方は目黒線の上下線路に接続されており、東横線の電車も武蔵小杉駅～当駅間では目黒線で出入庫回送する。武蔵小杉駅は渡り線などにより全ホームから検車区の入出庫が可能である。日吉方は東横線の下り線路のみに接続されており、横浜方面へ向かう電車の出庫のみに使われ、隣の日吉始発となる電車が多い。逆に日吉駅からの入庫は駅の構造上から不可能である。なお、かつて運行されていた東京メトロ日比谷線からの直通電車が元住吉検車区に出入庫する場合は全列車が武蔵小杉駅発着となっていた。
前述の通り、地上駅時代は上下線双方から当駅発着の電車が多数存在していたが、東横線横浜方面からの武蔵小杉行（検車区へ入庫する電車）は列車本数の少ない終電間際の一部電車に限られており、逆に東横線渋谷方面からの武蔵小杉行は朝ラッシュ時間帯後や夜間に多く設定されている。これは、横浜方面から入庫する場合、武蔵小杉駅で方向転換かつ目黒線上り線を横断し下り線に転線して検車区に向かう必要があり、運行に支障をきたしかねないためである。このことから、検車区への入庫も兼ねた東京メトロ03系または東急1000系による菊名始発当駅止まりは高架化を機に消滅し、駅高架化以降は回送扱いで武蔵小杉駅に到着した後、目黒線に転線した後に検車区に入庫するという運用方法が採られていた。
ただし、高架化後も東横線の上下線双方の終電（各駅停車）1本だけは従来通り当駅止まりであり、到着後そのままホームで留置され、翌日午前5時発の当駅始発列車（元町・中華街行と和光市行）として運行する。なお、目黒線の当駅止まり・始発の列車はない。
路線バス
駅東口側の綱島街道沿いにある「元住吉」停留所に川崎市交通局と川崎鶴見臨港バスが乗り入れる。また、綱島街道上にある「元住吉駅入口」停留所は、東急バスが運行する「ミッドナイトアロー」新横浜行の降車専用停留所となっている。
2011年5月23日までは駅西口付近に「元住吉駅前」停留所が存在したが、綱島街道拡幅整備に伴う停留所の使用休止（路線は木月四丁目経由に変更）を経て、この停留所を通るバス路線の経路が歩行者の安全を十分に確保できないことなどから2016年12月28日付けで復帰することなく廃止されている。
駅名の由来
かつてこの辺りは橘樹郡住吉村であったが、1925年（大正14年）に中原町に合併され、「住吉」の地名がなくなったことから、翌1926年（大正15年）の東京横浜電鉄開業時にこの地に設置する駅の名称を地元からの要望にて「元住吉」と命名したことによる。「元の住吉村」という意味である。「元住吉」という地名は開業前も現在も存在しない。なお、所在地の「木月」は住吉村となる前の木月村に由来する。
川崎縦貫高速鉄道線計画
川崎縦貫高速鉄道線は、当初の計画では新百合ヶ丘駅から本駅までを結び、さらに川崎駅までを結ぶ予定だった。
しかし、採算性を理由に2005年に川崎市が本駅から武蔵小杉駅への接続に計画を変更している。さらに、同市は2006年4月1日をもって事業許可を取り下げている（当初は同年9月30日であったが、廃止日時を繰り上げた）。2012年時点では事業認可の再取得に向けた動きなどがあるが、2005年以降は地元住民向け説明会などが途絶えたまま具体的な話は進まずにおり、結局2013年に事実上の計画断念を発表した。