片勾配やカントは遠心力の作用する曲線部に設けるのが基本であり、曲率が 0 の直線区間では、理論上設ける必要はない。しかしながら、道路において路面の勾配を水平にしておくと、雨天時に路面に水がたまりやすく排水性もよくないことから、直線区間においても水が流れる程度の勾配（1.5パーセントから2パーセント程度）を設けている。また（左側通行において）、二輪車のタイヤ右側が減りがちになるのは、この水勾配によるものである。
平面線形で前述したとおり、曲線部を走行する車両には、曲線の外側へ押し出そうとする遠心力が作用する。過大な遠心力は、乗り心地を阻害し、安定した走行に悪影響を与える。そこで、曲線部の内側を下げる、あるいは曲線部の外側を上げるなどにより、車両に遠心力と反対方向の傾きを与えることで、車両の曲線部の走行を快適・円滑にすることが行われる。道路においては、路面全体を曲線の内側に傾けることから、これを片勾配（かたこうばい）やバンク (bank) と呼ぶ。片勾配は、縦断勾配と同様に百分率（パーセント）で表す。一方、鉄道においては、曲線の内側と外側のレールに高低差を付けることで、同様の効果が得られる。これをカント (cant) と呼び、レールの高低差（日本ではミリメートル）をもって示す。
道路や鉄道が出発点（起点）から目的地（終点）を結ぶとき、その形状が直線のみで構成されることや、すべて平坦であることは一般的ではない。途中に障害物があれば、それを避けるために路線に曲線を挿入する必要があり、起点と終点に高低差があれば路線に勾配を設ける必要がある。このような路線の形状を線形と称する。線形には、平面的な直線および曲線の組み合わせを示す平面線形、路線に沿った勾配を示す縦断線形のほか、曲線区間において車両が円滑に走行できるように設けられる片勾配・カントなどがあり、これらを個々に線形要素と称する。一般に、平面線形が主として直線や緩い曲線で構成され、縦断勾配が平坦に近い路線は線形がよいと呼ばれ、逆に急曲線や急勾配が多い路線は線形が悪いと呼ばれる。線形の良し悪しは、車両の走行性に影響を与え、線形のよい路線は快適に高速走行が可能である。また、鉄道や道路のほか、線形は河川の形状を示す場合にも用いられる。
鹿児島都市圏の地域輸送を担う区間で、普通列車は約8割が817系によるワンマン運転で、朝夕は415系あるいは817系の2編成連結による車掌乗務列車も数本運転される。なお、ワンマン列車でも運転扱いを行わず、特別改札や乗客への案内を行うために車掌が乗務する場合がある。昼間は1時間あたり鹿児島中央駅 - 川内駅間の直通が1本（時間帯により2時間近く開く場合あり）、鹿児島中央駅 - 伊集院駅間は区間運転を含めて2本程度運行されている。朝夕の通勤通学時間帯は串木野駅折り返し列車も運転され、1時間あたり鹿児島中央駅 - 串木野駅・川内駅間で2 - 3本程度、鹿児島中央駅 - 伊集院駅間では3 - 4本程度運行されている。多くの列車は鹿児島中央駅発着となっているが、鹿児島駅発着列車や日豊本線国分駅・都城駅・宮崎駅発着の設定もある。肥薩おれんじ鉄道線から一部の普通列車が川内駅 - 隈之城駅間に乗り入れている。九州新幹線開業後、串木野駅 - 川内駅間は普通列車に限り日中の本数は半減（全体の本数も若干減っている）したものの、その分夜間・深夜の運転本数が増えた（川内発最終列車開業前21時台半ば→開業後23時台後半）。最終列車の川内終着時刻は特急「ドリームつばめ」を除き、九州新幹線開業以前まで日付を跨ぐことはなかった（川内駅終着時刻：開業前23時54分→開業当時0時30分、2019年6月現在0時41分）。鹿児島中央駅からの串木野駅折り返し列車は九州新幹線開業後に新設された。ワンマン運転の普通列車（2両編成）の乗車方法であるが、2006年（平成18年）3月17日まで有人駅での営業時間外の停車時および無人駅に関しては、前の車両のドアのみ開き（中扉は開かず・後ろ乗り前降り）、乗車時には整理券を取り、下車時には乗車券等を整理券とともに運転士に渡す必要があったが、翌3月18日のダイヤ改正後より、すべての駅で列車のホーム側のすべてのドアから乗り降りできる都市型ワンマンになった。特急「ドリームつばめ」廃止時に、代替として鹿児島中央発最終の川内行き快速列車（当初は途中伊集院駅までの各駅と湯之元駅、串木野駅に停車。鹿児島中央23:50発、川内終着0:30。後に市来駅が停車駅に加わり、川内終着0:33に変更。）が設定されたが、2007年3月18日の改正で各駅に停車する普通列車に変更された。2011年3月12日改正では従来運行されていた「さわやかライナー」・「ホームライナー」が特急に格上げされ「川内エクスプレス」となり特急列車が復活したが、2016年3月26日改正で廃止された。また、2008年3月15日のダイヤ改正から肥薩おれんじ鉄道線より快速「オーシャンライナーさつま」が土日祝日や多客期に2往復（出水駅 - 鹿児島中央駅間）、肥薩おれんじ鉄道に所属する1両編成の気動車で直通運転されていたが、こちらも2019年3月16日改正で川内駅発着として当線への乗り入れを休止した。以降はすべての旅客列車が各駅停車の普通列車となっている。