当駅は名古屋市の行政区3区（千種区・東区・中区）の境に位置する形となっている。当駅からみて（当駅は2事業者の複合駅であるためJR・地下鉄両者の結節点付近を駅中心として記述すると）時計回りに駅北東部は千種区内山三丁目、南東部は千種区今池一丁目・二丁目、南西部は中区新栄三丁目、北東部は東区葵三丁目となる。なお、住所表記上の「千種区千種」地域は当駅のすぐ近辺にはなく、当駅から見て南方向、今池一丁目・二丁目・三丁目のさらに南側に位置する地域となる。周辺には三大予備校の一角である河合塾本部を始めとして予備校、専門学校などが多くあり、学生相手の飲食店、書店などが集まる学生街となっている。再開発により建てられたアクシオス千種や住友生命千種ニュータワービルなどの超高層ビルも見られる。また中高層のマンションが数多く建設されている一方で低層住宅が並ぶ地域も残るなど、商業地としての性格と住宅地としての性格を併せ持つ地域である。なお、当駅の少し北を東西に走る桜通には名古屋市営地下鉄桜通線車道駅があり、当駅北側の地域については徒歩での最寄り駅が車道駅となることも多い（出発地・目的地による駅の使い分けも可能である）。東隣の今池は名古屋の代表的繁華街・歓楽街の一つ。
相対式ホーム2面2線を有する地下駅である。駅施設は錦通の地下に位置する。改札はJR地下改札に近い東側と、新千種橋西交差点（錦通と市道赤萩町線の交点）に近い西側の2か所に設置されている。利用客が多くエレベーターが整備され駅長室があるのはJRの地下改札がある東側の改札である。なお西側の改札は終車まで利用可だが、ラッシュ時以外は駅員が不在となりインターフォンで呼び出すようになっている。JR地下改札内にエレベーターはないのでエレベーターのみで地下鉄とJRを乗り換える場合、一度地上に上がる必要がある。また、JR地下改札は地下鉄改札内に直接繋がっているわけではないので乗り換えの際には地下鉄改札も通らなければならない。当駅は、東山線駅務区名古屋管区駅が管轄している。
1961年（昭和36年）9月に、地下鉄への連絡口の整備と貨物事業の新守山駅への移転のため、広小路通（愛知県道60号名古屋長久手線）の千種橋の南側の旧駅から現在地の北側へ移転した。旧駅跡地は長い間JRバスの東名ハイウェイバスの車庫等として活用されていたが、その後ほとんど売却され再開発がすすみ、一部が保線機器の留置用側線、設備の保守点検の教育場などとして使用されている。
駅舎内に、東海キヨスクが運営するコンビニエンスストア「ベルマート」および、旅行代理店「ジェイアール東海ツアーズ」の支店が入居している。両社とも、JR東海の子会社である。またホーム上には、東海キヨスクが「Kiosk（キヨスク）」を営業しているほか、名古屋名物のきしめんを販売する飲食店がある。
島式ホーム1面2線を有する地上駅である。大曽根方の掘割構造と鶴舞方の高架構造の狭間にあり、また、駅舎のある東側は地盤が一段高くなっていることから、地上駅といえども、半掘割構造ともいうべき構造になっている。駅舎からは跨線橋が平面で接続し、階段を降りればホームとなっている。駅舎とホームを連絡するエレベーターが名古屋寄り端に設置されている。また、ホーム直上を跨線橋（新千種橋）により幹線道路である錦通が通過している。
日本と諸外国との合作映画『カミカゼ野郎 真昼の決斗』、『海底大戦争』、『東京-ソウル-バンコック 実録麻薬地帯』、『激殺! 邪道拳』、『ゴルゴ13 九竜の首』などに主演し、『武士道ブレード』（1981年、英米合作）にも出演していたが、既述のとおり本格的な海外作品への出演を認めてもらえず、関係者に「あきらめた」と思われていた。しかし水面下のアピールや主演映画の評判などで、1990年頃からアメリカ映画の出演依頼が届き始めていた。折しもロサンゼルスでは映画『激突! 殺人拳』（1974年）、『子連れ殺人拳』（1976年）など、14本の主演格闘映画がリバイバル公開されていた。（⇒ #格闘映画 ）1991年、ジャパンアクションクラブ (JAC ) の売却を経て、1992年にアメリカ映画『エイセス / 大空の誓い』に出演。これを機に拠点をロサンゼルスへ移して、アメリカでも俳優活動をするようになり、グリーンカードも取得した。日本未公開作品のアクション映画もあるが、長年の経験で培ったそのアクションは高く評価されている。（⇒ #ハリウッド ）1998年に出演した香港映画『風雲 ストームライダーズ』では、ラスボス“雄覇（ホンパ / ホンファ）”を演じた。原作のイメージを彷彿とさせるその演技は話題に上り、翌年の第18回香港電影金像奨では、外国人として初めて優秀主演男優賞にもノミネートされた。2001年には台湾でも連続ドラマ化された。2003年、友人でもあるクエンティン・タランティーノのアメリカ映画『キル・ビル』シリーズでは出演と、ユマ・サーマン、ルーシー・リューらハリウッドスターへ剣術指導をした。第30回サターン賞では『キル・ビル』で助演男優賞にノミネートされた。（⇒ #ハリウッド ）2005年10月29日に開催されたハワイ国際映画祭では、これまでの功績を讃えた「MAVERICK AWARD 」を受賞した。2006年3月、福島県会津若松市にある會津藩校 日新館を運営する会社の取締役に就任し、9月には映画撮影所「日新館会津撮影所 武士乃陣」をオープンさせた。2007年には英国放送協会 (BBC )製作の、日本をテーマにしたドキュメンタリー番組『Japanorama 』に出演。「Densetsu (Legends )」（伝説）をテーマにした回で取り上げられ、4月9日に放送された。同年の大河ドラマ『風林火山』に板垣信方役で出演。 11月には海外で通称としていたJJ Sonny Chiba （JJ サニー チバ）を日本でも使うようになり、和千永 倫道（わちなが りんどう）の名で、映画監督業への進出を表明した。母親の旧姓・和智永（わちなが）と千葉を併せ、「人の道」を由来としたものである。11月26日には厚生労働省から「健康大使」にも任命された。2008年10月から2009年3月まで京都造形芸術大学の教授を務めた。