単式ホーム1面1線の地上駅。ホームの両端に改札口があり、一方は旧陸前浜街道（現・国道354号）、もう一方は国道6号（現・国道125号）に通じていた。
エイトライナー構想や蒲蒲線構想では、当路線も組み込まれている。これに関連して当路線の大幅改良工事が計画されており、現在18m車両4両編成対応を20m車両10両編成対応に拡大することが検討されている。
2007年11月3日から11日まで、「古代から未来へ 10分7駅多摩川線」をテーマに、東急多摩川線の全駅で「多摩川アートラインプロジェクト アートウィーク2007」が展開された。これは、この路線を未来の鉄道とイメージして浅葉克己を始めとする17名の有名アーティストが個性的なアートを繰り広げるものである。これに併せて、同月30日まで7700系7903Fが「レインボートレーン」として運転されていた。2008年11月2日と3日には、7000系による貸切列車が東急多摩川線で運転され、車内で演劇が行われた。
東急多摩川線の列車種別は各駅停車のみで、池上線と共通の18m車3両編成で運行される 。基本は多摩川駅 - 蒲田駅間の折り返し運行で途中駅での折り返しはないが、一部に蒲田駅を経由して池上線と直通して五反田行きや、雪が谷大塚行きとなる列車がある。これは東急多摩川線に独自の車両基地がなく、全列車に池上線の雪が谷大塚駅にある雪が谷検車区に所属する車両が用いられているため、車両の入出庫に伴う運用としてのものでもある。ただし、駅掲示の時刻表上はこれらの列車もすべて「蒲田」行きとなっている。多摩川駅と蒲田駅を除くすべての駅において、上下線ホーム、および改札が分離されており、両ホームを連絡する跨線橋、地下通路、踏切等がなく、駅構内でホーム間を往来できないことが特徴である。ホームセンサー方式のワンマン運転を行っている。転落や車両との接触を防止するため、当線すべての駅のホームにセンサー付固定式ホーム柵、監視モニターが設置されている。また、全駅がバリアフリーに対応している。なお、目蒲線時代には奥沢駅に所在した雪が谷検車区奥沢班に配置されていた4両編成で運行されていたため、踏切に挟まれてホームが3両分のみだった鵜の木駅を除き、ホームは4両編成分の長さがある。また、同駅では1両をドアカットしていた。多摩川駅に1本、蒲田駅に2本の車両の夜間停泊が行われている。
本型では、対潜戦のパッシブ化が試みられており、艦の近くでは従来通りのアクティブ対潜戦、遠くでは国内開発の86式えい航式パッシブソーナーOQR-1（TACTASS）および哨戒ヘリコプター（HS）のソノブイによるパッシブ対潜戦を組み合わせて実施する計画とされた。第2次防衛力整備計画以降の対潜護衛艦（DDK）・多用途護衛艦（DDA）では、AN/SQS-23や66式探信儀OQS-3といった低周波ソナーが採用されてきた。これはアスロックの最大射程を発揮しうる探知距離を備えており、護衛艦部隊で活用されていた。しかし低周波ゆえに長距離探知を期待しうる一方で、その裏返しとして分解能が低いこともあり、ソナー探知距離内に存在する潜水艦を探知できないままに攻撃を受ける、「スリップ」と称される戦術現象の恐れが指摘されるようになっていた。このことから、本型では、遠距離探知はパッシブ対潜戦に任せて、艦装備のソナーは、やや探知距離には劣るが分解能に優れたものとされることになった。当初は、アメリカ海軍のオリバー・ハザード・ペリー級ミサイルフリゲートで採用されたAN/SQS-56が検討されたものの、最終的には、75式探信儀 OQS-101の技術を応用して国産開発されたOQS-4が搭載されることになった。ただし本型では、装備形態がハル・ソナーとされたが、その際に装備位置が機関室直前とされたために雑音からの隔離が不十分であり、さらに送受波器の装備位置が航走時に生じる艦首波が砕ける位置とほぼ一致したために、ソナー性能の低下を招くことになった。TASSの開発が大幅に遅延し、後日装備とされた（1986年に制式化）こともあり、OQS-4で犠牲にされた遠距離探知性能の不足が顕在化することになった。TASSが後日装備されるまでは、哨戒ヘリコプターのソノブイが唯一のパッシブ戦センサとして用いられたが、その情報を受信・処理するソノブイ信号処理装置（SDPS）としては、しらね型（50DDH）と同じOQA-201が搭載された。また1992年から1995年にかけて、全艦にASWCSのバックフィットが行われた。対潜兵器としては、艦橋構造物直前にアスロック対潜ミサイルの8連装発射機（74式アスロックランチャー(B)、Mk.112(J)Mod.2Nとも）を、艦中部両舷に68式3連装短魚雷発射管HOS-301(D)を設置した。これらは艦近傍でのアクティブ対潜戦に用いられ、SFCS-6水中攻撃指揮装置による射撃指揮を受けている。なお、従来の護衛艦装備のアスロック発射機がラマークレーンを介した方式であったのに対し、艦橋構造物下部の弾庫から直接次発装填する方式に改められている。ダメージコントロールの配慮として、弾庫が何らかの原因で爆発しても艦橋が破壊されないよう、艦橋の側面の壁には円形のブローアウト・ハッチが設置されている。また魚雷対策用の曳航式デコイとしては、アメリカ製のファンファーレ（T Mk.6）を国産化した曳航具3型が搭載された。