乗務員は、東花園列車区と西大寺列車区、新田辺列車区（大和西大寺駅 - 近鉄奈良駅間）が担当しており、おおむね東花園駅ないし大和西大寺駅で乗務員交代が行われる。また、阪神電気鉄道との相互直通列車では、阪神乗務員との交代は境界駅の大阪難波駅ではなく阪神なんば線の桜川駅で行われることになっている。
この路線においても毎年大晦日 - 元旦の終夜運転が行われる。2018年度は大阪難波駅 - 東花園駅・大和西大寺駅・近鉄奈良駅間において約15 - 30分間隔で普通・区間準急が合わせて35本設定された。奈良線沿線には春日大社や東大寺を始め枚岡神社や石切神社、生駒ケーブル乗り換えで宝山寺などの大規模・著名な寺社が多いことなどから終夜運転の本数も多く設定されている。また、例年近鉄の主要路線の終夜運転では特急が数多く設定される中、総距離が短い奈良線系統には全く設定されないのも特徴である。ただし1997年（の大晦日）までは毎時1本の特急が設定されていた。2010年以降12月に奈良マラソンの開催による観客の利便性を図るため、早朝に近鉄奈良行き特急および急行が数本設定されるほか、大和西大寺駅 - 近鉄奈良駅間に臨時普通列車が運行される。なお近鉄京都線も同様に運行される。優先座席の設定位置は運転区間に関係なく阪神車両が各車両の神戸三宮側、近鉄車両が各車両の奈良側に設定されており現在のところ統一は図られていない。ただし、主要駅を中心に一部の駅では優先座席の案内板が設置されている。
大阪難波駅 - 大和西大寺駅間での運転が基本で、一部列車は近鉄奈良駅まで運転している。また2009年3月20日の阪神なんば線の開業後は一部列車が尼崎駅まで直通する。大阪近郊の短距離速達種別という位置づけで、編成両数は6両編成が基本でラッシュ時を中心に一部の列車は8両編成、阪神なんば線直通列車は6両編成。ほとんどの列車が石切駅・布施駅（一部は東花園駅）で快速急行を、夕方以降の一部列車には石切駅で特急・急行を待避する。早朝・深夜帯や夜間の大阪難波行きを中心に全区間先着となるものも存在する。一方奈良県内・阪神なんば線では各駅に停車し、普通列車としての役割も担う。かつては大阪難波駅 - 近鉄奈良駅間での運転が大半で大和西大寺駅発着のものは1日数本走る程度だったが、2000年3月15日のダイヤ変更で新大宮駅の快速急行停車により大半が大和西大寺駅発着に変更された。2006年3月21日実施のダイヤ変更では、従来ラグビー開催日に一部列車が臨時停車していた東花園駅に全列車停車となった。それと同時に日中の列車が区間準急に立て替えられた。東花園駅に停車開始後は、準急は東大阪市内における速達種別、石切以東での普通の補完という役割が強くなっているほか、難波方面と瓢箪山駅・枚岡駅・額田駅間、奈良方面と河内花園駅・若江岩田駅・八戸ノ里駅間のアクセスが大きく向上する結果となった。また、1972年までは天理線天理駅まで直通する準急が定期列車として運行されていた。
以下に種別ごとの詳細を示す。尼崎・三宮方面と相互直通運転を行う阪神なんば線とダイヤがほぼ一体化しているために阪神線との直通運転に関してもここで記述する。ただし特急については「近鉄特急」の項を、大和西大寺 - 近鉄奈良間に乗り入れる京都線系統の列車については「近鉄京都線」を参照。また現行の停車駅は「#駅一覧」を参照のこと。
起点・金沢市から福井・岐阜県境の温見峠までの区間は、温見峠付近を除いて概ね改良済みの一般的な国道である。また金沢市街地と岐阜市街地はともに交通量が非常に多い。温見峠周辺の区間は、冬季は雪が多く1年の半分近くが通行止めとなる豪雪地帯で、狭路、落石、崩壊、ガードレールやカーブミラーの未整備など、道路改良はなかなか進まず整備状態がかなり悪いため、「本州屈指の酷道」「天下の酷道」とも評されている。特に岐阜県本巣市根尾黒津から根尾能郷までの倉見渓谷沿いの冬季閉鎖区間では、谷底を覗くと目がくらむほどの断崖路であり、根尾能郷の冬期閉鎖ゲート近くには「落ちたら死ぬ!!」という看板があることが酷道愛好家の間では知られている。この看板は、1990年代に自動車の転落事故が多く発生したため設置したとされるが、いつ設置されたかなど経緯は不明で、また2018年の1年間には周辺での人身事故は全く発生していないことから、役目を終えたとして看板は撤去された。温見峠から根尾黒津までの間は急勾配と急カーブが連続する山岳道路で、複数の洗い越しがある。本巣市の道の駅うすずみ桜の里・ねお付近からは終点・岐阜市まで2車線の道路が続く。2004年には、平成16年7月福井豪雨によって広範囲で土砂崩落や路盤流出など大きな被害を受け、大野市巣原付近では、道路が大きく欠損し、復旧および道路改良工事が行われている。岐阜県本巣市内においても、2005年（平成17年）11月19日に発生した岩盤崩落の復旧工事のために、本巣市根尾能郷から同市根尾黒津の間が長期間にわたって通行止となっていた。この間の迂回路として、本巣市根尾大河原から猫峠林道、根尾越波から折越林道、岐阜県道255号根尾谷汲大野線および国道418号を経て同市根尾樽見へ至ることができたが、2012年（平成24年）10月末に通行止が解除されて大野市街から本巣市街まで通行が可能になった。