本線の三宮駅 - 神戸空港駅間の系統（以下「空港系統」と表記）と、三宮駅から市民広場駅で支線へ分岐し、北埠頭駅を経て中公園駅で本線へ合流したのち三宮駅に戻るラケット型環状運転の系統（以下「環状系統」と表記）が運行されている。環状系統では、途中の中埠頭駅が起終点となり中埠頭車両基地へ入出庫する系統（以下「入出庫系統」と表記）も設定されている。支線部のみを運行する系統は存在しない。空港系統ではかつて快速列車も運行されていた。環状系統は、市民広場駅 - 北埠頭駅 - 中公園駅間が単線のため一方向にしか列車は運転されていない。開業当初は中公園駅 - 市民広場駅間も単線で、この環状系統しか存在していなかった。環状系統の案内は、三宮駅から中公園駅発車まで「北埠頭行き」、中公園駅発車から市民広場駅発車まで「北埠頭経由三宮行き」、市民広場駅発車から三宮駅到着まで「三宮行き」と案内されている。北埠頭駅からみなとじま駅までのように、環状運転の向きと逆方向へと乗車する場合は中公園駅で乗り換えることとなる。ただし、2004年11月22日からしばらくの間は、中公園駅 - 市民広場駅間複線化工事により中公園駅でのラッチ内乗り換えができないためにポートターミナル駅での乗り換えとなっていた。車両は開業当初より6両編成であり、AGT路線としては最も長い部類に入る。なお、著しい混雑が見られることから、8両編成化する計画も存在する（後述）。
神戸港沖に建設された人工島「ポートアイランド」と神戸市の中心地三宮を一方通行の環状運転で結ぶ軌道系交通機関として建設され、1981年2月5日に日本初の実用的な新交通システムかつ世界初の自動無人運転方式として開業した。その後、2006年2月16日の神戸空港の開港に先立って、神戸空港駅まで同年2月2日に延伸・複線化し、現在の路線の形となっている。運転士を必要としない世界初の無人運転システム（開業当初は添乗員が乗務）であり、全駅に、日本で初めてのフルスクリーンタイプのホームドアの設置や、最小曲線半径 30m、56パーミルの急勾配など、AGTの性能を最大限発揮した線形となっており、既存市街地では高層ビルや高速道路などを縫うように軌道が敷設されている。車両基地を除く全線が高架構造で、線路内に容易に立ち入りができないようになっており、開業以来無事故記録を更新し続けている。ポートアイランド内に多数の企業や大学のキャンパスがあり、また神戸空港のアクセスルートであるため、朝のポートアイランド行きおよび夕方の三宮行きにおいて激しい混雑が見られ、混雑率は、2016年（平成28年）度には160%程度に上る見込みである。以前は重量制限のため駅を出発できないことがあったが、現在はそれが緩和されて改善されているものの、混雑は深刻化している。また、21時台から22時台にかけては神戸空港に到着便が集中するため、激しい混雑が見られる。島内の企業に勤める人々などは、朝夕のラッシュを避けるため、タクシーに乗り合わせる姿がよく見かけられる。
1968年4月6日、北海道浦河町の辻牧場にて出生。1970年に栗東トレーニングセンターの服部正利厩舎に入厩する。同年11月8日、京都競馬場での3歳新馬戦にて、福永洋一が騎乗してデビュー。初戦は2着という結果で、以後年内に3戦を消化するが、 2着2回、3着1回と勝利には届かなかった。翌年の中央競馬開幕日の未勝利戦で初勝利を挙げる。その後、条件特別戦を2勝し、3月に出走した毎日杯で本馬初騎乗の簗田善則を背に重賞初制覇を果たした。そのまま簗田を鞍上にクラシック路線を進んだが、クラシック初戦の皐月賞は10着、次走に予定していたNHK杯は熱発で回避するなど体調も崩し、迎えた東京優駿（日本ダービー）では8着と、いずれもヒカルイマイの前に敗れた。東京優駿の後、夏は函館に遠征する。騎手を福永に戻して7月のオープン戦に優勝、8月のオープン特別戦・青函ステークスで2着と、復調の気配を見せた。秋になると完全に復調し、緒戦の神戸杯で重賞2勝目を挙げると、菊花賞トライアルの京都新聞杯では好位から抜け出して他馬を寄せ付けず、2馬身差で勝利を収めた。この競走でヒカルイマイが9着と敗れ、さらに屈腱炎を発症して休養に入る。これによりクラシック最終戦の菊花賞では、ニホンピロムーテーが1番人気に支持された。ここまでの勝利はいずれも差し、あるいは後方からの追い込みで挙げたものであり、菊花賞でも当初は先頭から5、6番手に位置取っていた。しかし福永はレースがスローペースで推移していることを見て取り、2周目の第2コーナーで早くもニホンピロムーテーを先頭に立たせた。この展開に場内がどよめいたが、福永は第3コーナー手前からスパートをかけると、最後はスインホウシュウを3/4馬身抑え優勝を果たした。この勝利は騎手の福永、調教師の服部ともに、初の八大競走制覇となった。福永は競走後、「ニホンピロムーテーは1600メートルなら誰にも負けない。あそこで先頭に立てばゴールまで1600メートル。このペースなら逃げ切れると思った。あれで負けたら乗り役をやめても良いぐらいの自信があった」と語った。この騎乗により、福永は「天才」という評価を確立したとされる。この後は年末の有馬記念を回避して翌1972年を迎え、天皇賞（春）を目標に据えた。しかし5歳以降は脚部不安を抱えたこともあり、この年春の中日新聞杯、6歳春の大阪杯（武邦彦騎乗）の2勝に留まり、菊花賞以降は八大競走出走もないまま、1973年9月のサファイヤステークス15着を最後に競走馬を引退した。その後は種牡馬となったが、これといった産駒は現れず、1984年に死亡している。