東急目黒線
概要
目黒駅から武蔵小山駅、大岡山駅、田園調布駅を経て日吉駅へ向かう路線である。田園調布駅 - 日吉駅間は東横線の複々線区間に含まれるため同区間は東横線に属し、線路戸籍上の目黒線は目黒駅 - 田園調布駅間となる。
本路線のほとんどは道路との立体交差化が行われており、踏切がある区間は大岡山 - 奥沢間の4箇所、奥沢 - 田園調布間の2箇所、武蔵小杉 - 元住吉間の1箇所の合計7箇所のみとなっている。田園調布駅からは東横線の複々線内側2線を通り、同線と並走して日吉駅に至る。
営業運転される列車は全列車20m車両6両編成である。全駅にホームドアが設置されており、運転士が列車の運転と列車のドアとホームドアの開閉を行うワンマン運転が行われている。車両側には定位置停止装置（TASC）が搭載されており、駅構内とその手前には、TASCの位置補正用と定位置停止用の地上子が設置されており、駅での停車時には、TASCによるブレーキが列車に掛かるようになっている。その他にも、車両側には、ホームに設置された監視カメラの映像を、ホームの先端側に設置された送信機からミリ波帯の電波で送信して、それを先頭車に搭載された受信機で受信した後、車両側に設置されたモニター画面でそれを見ることができる車上ITV（車上モニター画面）を運転台上部に装備しており、ドアの開閉時の際の監視に使用される。
目黒線を名乗っているが、目黒区を走行する区間は短く、同区に所在する駅は洗足駅のみ（大岡山駅は大田区に所在するが目黒区にまたがる）。目黒駅は品川区にある。
目黒駅から地下鉄線への相互直通運転を実施しており、東京地下鉄（東京メトロ）南北線・埼玉高速鉄道線（埼玉スタジアム線）に乗り入れる系統と東京都交通局の都営地下鉄三田線に乗り入れる系統の2種類がある。なお、両系統とも地下鉄線内白金台駅・白金高輪駅までは同一の経路を走行する。
大規模改良工事
目黒線の目黒駅から多摩川駅（旧多摩川園駅）の間は、かつては目蒲線の一部であったが、東横線のバイパス路線として整備して同線の混雑を緩和するため、目蒲線を目黒駅 - 多摩川園駅間と多摩川園駅 - 蒲田駅間に分割し、前者を大規模に改良し、さらに東横線の多摩川 - 日吉を複々線化して前者と接続する工事が行われることになった。
目蒲線の分割
東横線複々線化事業に伴い、2000年8月6日に目蒲線を多摩川駅（同日「多摩川園駅」から改称）を境に分割した上で、目黒側の列車が東横線の複々線部分を武蔵小杉駅まで走る「目黒線」が誕生した。一方、多摩川駅 - 蒲田駅間は区間運転化され「東急多摩川線」となった。
同年9月26日からは営団地下鉄（帝都高速度交通営団、現・東京地下鉄）南北線および都営三田線との相互直通運転を開始し、さらに翌2001年3月28日からは埼玉高速鉄道線開業および同線と南北線との相互直通運転開始に伴い、本路線も南北線を介して埼玉高速鉄道線との相互直通運転を開始した。この際、東京急行電鉄所属車両が営業運転列車としては初めて埼玉県内を走行することになった。 
さらに、不動前駅から洗足駅間の地下化が行われた後、2006年9月25日からは急行運転も開始された。目黒駅から武蔵小杉駅までの日中の所要時間は、各駅停車の17分から短縮され13分である。この急行は、東急では初のワンマン運転を行う優等列車でもある（2009年現在も東急唯一のワンマン運転急行）。
2008年6月22日、武蔵小杉駅から日吉駅まで延伸開業した。
相模鉄道との相互直通運転
日吉駅から新綱島駅（仮称・綱島駅付近の綱島街道直下に設置予定）、新横浜駅までを結ぶ東急新横浜線、新横浜駅から相模鉄道羽沢横浜国大駅（JR東海道貨物線横浜羽沢駅付近に設置予定）までを結ぶ相鉄新横浜線からなる約10キロの「相鉄・東急直通線」をほぼ全区間地下式で建設し、そこから相鉄が別途計画している「相鉄・JR直通線」（相鉄新横浜線羽沢横浜国大駅 - 相鉄本線西谷駅間）を介して相鉄線と東急線との相互直通運転を行う計画がある。
現在相鉄側では各駅の改良工事が行われ、工事状況がウェブサイトでも確認できる。また相鉄側は東急線への直通対応車両として20000系が計画されている。さらに相鉄への乗り入れを計画している東京都交通局でも都営地下鉄三田線の6300形の1・2次車の置き換え用に相鉄線直通対応の新型車両の導入が、同形式の3次車B修繕工事実施の際に相鉄乗り入れ対応工事を同時施工することがそれぞれ計画されている。一方で東急側の相鉄への直通車両は新形の3020系を製造して相鉄-東急-都営地下鉄3者直通運転に対応させる。東急目黒線所属の既存車両（3000系と5080系）を相鉄直通対応を実施するかどうかについては未定である。
8両編成化
前述したように、旧目蒲線が分割されて本路線と東急多摩川線が誕生したが、本路線は将来的に現行の20m車両6両編成から同8両編成への増強が計画されており、多くの駅では8両編成の運転を想定した準備工事などがなされている（乗り入れ先の南北線・埼玉高速鉄道線・三田線も同様）。東急は相鉄との直通運転にあわせて目黒線を8両編成とする意向を示し、また車両の増備についての検討も開始した。2022年上期からの8両運転開始が予定されている。また、目黒線の直通運転先で相鉄との直通運転が計画されている都営地下鉄三田線については2018年6月に、同じく直通運転先の東京メトロ南北線および埼玉高速鉄道線についても2019年3月に、それぞれ8両編成に増強することを発表している。
列車番号と車両運用
どの列車がどの車両で運転されるかは列車番号末尾のアルファベットにより区別しており、「K」が東急の車両（01K - 29K）、「T」が都営地下鉄の車両（31T以降の奇数）、「S」が東京地下鉄の車両（30S - 78Sの偶数）、「M」が埼玉高速鉄道の車両（80M以降の偶数）となっている。列車番号は『MY LINE 東京時刻表』（交通新聞社）の列車番号欄にも掲載されている。
ただし、三田線の列車番号は下り（西高島平方）が奇数、上り（目黒・日吉方）が偶数となっており、例えば「31T」運用の場合は下り列車は「xx31T」、上り列車は「xx30T」となる。
また、6桁の数字で表記されている目黒線内の列車番号では上1桁が車両の所属元を表し、2が東急の車両、3が東京地下鉄の車両、4が都営地下鉄の車両、5が埼玉高速鉄道の車両となっている。次の上2桁が運用番号を表す（例えば「01K」の場合は目黒線内は「201」となる）。
なお、東急車両の運用は三田線運用と南北線・埼玉高速鉄道線運用とで別々に組まれ、奇数番号が三田線運用、偶数番号が南北線・埼玉高速鉄道線運用となっている。また各社局間の走行距離調整の関係上、東急車両は目黒線に乗り入れない列車（白金高輪折り返しなど）にも使用されている。
急行
所要時間は目黒駅 - 日吉駅間で最短16分。日中は1時間に4本運転されており、このうち1本が日吉駅 - 埼玉高速鉄道線浦和美園駅間、1本が日吉駅 - 南北線赤羽岩淵駅間、2本が日吉駅 - 都営三田線西高島平駅間の運転となる。2018年3月30日のダイヤ改正後は鳩ヶ谷駅発着の一部列車が赤羽岩淵駅発着となる。線内のみの列車は設定されておらず、すべて東京メトロ南北線・都営地下鉄三田線に直通する。早朝の1本を除き全列車が武蔵小山駅で各駅停車と接続するが、その際は原則として南北線直通列車と三田線直通列車が接続するようにダイヤが組まれている。大半の列車は日吉駅発着だが、ラッシュ時の一部列車は武蔵小杉駅発着となる。その他にも三田線高島平駅発着の列車や、南北線王子神谷行きの列車が設定されている。なお、乗り入れ先の南北線、埼玉高速鉄道線、三田線は目黒方面のみ「急行」表示する。
以前は日中の急行は武蔵小杉駅にて東横線の特急列車に接続（日吉行き⇔元町・中華街方面、目黒方面⇔渋谷方面でそれぞれ接続）していた。これにより、目黒方面と元町・中華街方面との連絡の利便性が考慮されていたほか、特急の停車しない日吉駅から東横線渋谷方面、同じく特急の停車しない田園調布駅・多摩川駅から東横線元町・中華街方面への速達列車利用機会を補完する面も兼ねていた。ただし接続列車としては正式に案内しておらず、どちらかが遅れると接続を行わないこともあった。その後、2013年3月16日ダイヤ改正より、東横線と目黒線の並走区間において、到着時刻を意図的にずらすこととなったため、現在は東横特急（Fライナー）と目黒線急行の接続はしなくなっている。
基本的に赤色で表記される。
みなとみらい号
2004年からは埼玉高速鉄道線浦和美園駅と三田線高島平駅より横浜高速みなとみらい線元町・中華街駅までの臨時急行列車「みなとみらい号」を運転している。なお、2006年8月運転分までは終点の武蔵小杉駅で東横線への転線を行っていたが、同年12月運転分からは武蔵小杉駅 - 日吉駅間の複々線（高架）化工事の影響で武蔵小杉駅からの転線ができなくなったため、田園調布駅での転線となった。その後目黒線が日吉駅に延長した2008年7月運転分より日吉駅での転線に変更となったものの、2011年の運転より再び田園調布駅での転線に変更した。また、2006年8月運転分までは、東横線とみなとみらい線内のみが急行運転だったが、同年12月運転分から目黒線内も急行運転に変更された。
各駅停車
乗り入れ先の東京メトロ南北線・埼玉高速鉄道線・三田線内を含めた各駅に停車する。一部列車は武蔵小山駅で急行と接続する。終日において南北線・三田線に直通するが、早朝と夜間を中心に奥沢駅・武蔵小杉駅発着区間列車が数本設定されており、一部列車は目黒駅 - 日吉駅間のみ運転の線内折り返しとなる。また乗り入れ列車において日吉駅 - 浦和美園駅または鳩ヶ谷駅、日吉駅 - 西高島平駅の設定が多数だが、日吉駅、武蔵小杉駅、奥沢駅発着で南北線駒込駅、王子神谷駅、赤羽岩淵駅、埼玉高速鉄道線鳩ヶ谷駅、浦和美園駅、三田線高島平駅、西高島平駅発着の列車が設定されている。なお、乗り入れ先の南北線・三田線・埼玉高速鉄道線では「各停」表示を行わなかったが、最近は車両の更新に伴い行う場合もある。また、2018年3月30日のダイヤ改正後は鳩ヶ谷駅発着の一部列車が赤羽岩淵駅発着となり、さらに2019年3月16日改正で残った日中の鳩ヶ谷行きも赤羽岩淵駅発着となった。
「みなとみらい号」は、2006年8月運転分まで各駅停車で運転していた。
目黒線の各駅停車は、青色を使用する東横線とは異なり、基本的に緑色で表示されているが、最近は車両の更新に伴い青色を使用している車両もある。
利用状況
2018年度の朝ラッシュ時における最混雑区間は不動前 → 目黒間で、混雑率は174%である。これは当路線がバイパスとなっている東横線(172%)より高く、東急全線の中では田園都市線(182%)に次ぐ。