当駅にはJR東日本の新幹線・在来線各線と、上信電鉄上信線が乗り入れている。上信線は当駅を起点としている。JR東日本の新幹線は上越新幹線と北陸新幹線の2路線が乗り入れている。北陸新幹線は当駅が起点であるが、当駅以南は上越新幹線に乗り入れて東京駅まで運転されている。JR東日本の在来線は次の各線が乗り入れている。いずれも第二種鉄道事業としてJR貨物の貨物列車も運行されている。●高崎線：当駅の所属線であるとともに当駅を終点としている。埼玉県や東京都心方面への大動脈であり上野発着の列車と、池袋・新宿・大崎・武蔵小杉などを経由して横浜から東海道線へ直通運転を行う湘南新宿ラインの列車、上野・東京・品川経由で東海道線へ直通運転を行う上野東京ラインの列車が発着している。また下記の上越線・信越本線と線路が接続されており、直通が可能となっているが、現在の定期列車は上越線・両毛線・吾妻線にのみ直通する。（吾妻線への直通は特急のみ）●上越線：当駅を起点とし、新前橋・渋川・水上・土合・越後湯沢・方面へ通じている。普通電車で土合方面へ向かうには、水上で乗り換える必要がある。●信越本線：当駅が起点である。かつてはその名のとおり信越（長野・新潟）方面へ通じていたが、北陸新幹線開業と同時に横川－軽井沢間が廃止、軽井沢－篠ノ井間は第三セクター「しなの鉄道」に経営移管され、分断されてしまった。このため群馬県側の信越本線は横川が終点となり、同区間は旅客案内上「信越線」と表記・呼称されることが多い。正式な線路名称上は以上の3路線だが、上記路線の途中駅から分岐する以下の各線（これらについてはJR貨物は鉄道事業免許を持たない）の列車も当駅へ乗り入れており、前述の3路線を合わせると合計6方面の列車が発着している。●八高線：高麗川方面から北上し、倉賀野から高崎線経由で当駅3番線へ乗り入れる。かつては高麗川よりさらに先の拝島・八王子方面への運用もあったが、後に高麗川－八王子間の電化により運用区間が高麗川を境に南北に分断され、高崎発の定期運用は高麗川までに限られる。●両毛線：新前橋から上越線経由で乗り入れる。高崎線からも特急を含む一部列車が「高崎・両毛線」として前橋まで直通運転する。●吾妻線：渋川から新前橋を経て上越線経由で乗り入れる。前述の通り、上野から高崎線・上越線を経由し長野原草津口まで直通する特急がある。
当駅は古くから交通の要衝として栄え、9路線が乗り入れる北関東有数のターミナル駅として機能している。新幹線開業前は東京方面から上越線方面と信越本線方面との分岐点として機能していた。長距離輸送の役目を新幹線に譲ったが上越新幹線と北陸新幹線の分岐点となっているほか、在来線においても群馬県内各地へ向かう各路線のターミナル駅としての役割を担っている。事務管コードは▲411416を使用している。
定期券の割引率は通勤30.8%・通学55.6%（2014年4月現在）で、普通運賃より割安になるのは通勤定期で月21往復、通学定期で月14往復以上の場合である。6か月定期では割引率は通勤定期37%で、月19往復以上で割安になる。2014年4月より通学定期は通勤の約半額に値下げされている。
カイガラムシの資源生物としての利用は、多くの場合体表に分泌される被覆物質の利用と、虫体体内に蓄積される色素の利用に大別される。被覆物質の利用で著名なものはカタカイガラムシ科のイボタロウムシ Ericerus pela (Chavannes, 1848) である。イボタロウムシの雌の体表は薄いセルロイド状の蝋物質に覆われるだけでほとんど裸のように見えるが、雄の2齢幼虫は細い枝に集合してガマの穂様の白い蝋の塊を形成する。これから精製された蝋はイボタ蝋（Chinese wax）と呼ばれ、蝋燭原料、医薬品・そろばん・工芸品・精密機械用高級ワックス、印刷機のインクなどに使われている。主な生産国は中国で、四川省などで大規模に養殖が行われている。かつては日本でも会津地方で産業的に養殖された歴史があり、会津蝋などの異名も持つが、現在では日本国内では産業的に生産されていない。会津蝋で作られた蝋燭は煙がでないとされ珍重された。色素の利用で著名なものに中南米原産のコチニールカイガラムシ科のコチニールカイガラムシ Cochineal Costa, 1829 がある。エンジムシ（臙脂虫）とも呼ばれ、ウチワサボテン属に寄生し、アステカやインカ帝国などで古くから養殖されて染色用の染料に使われてきた。虫体に含まれる色素成分の含有量が多いので、今日色素利用されるカイガラムシの中ではもっともよく利用され、メキシコ、ペルー、南スペイン、カナリア諸島などで養殖され、染色用色素や食品着色料、化粧品などに用いられている。日本でも明治初期に小笠原諸島で養殖が試みられた記録があるが、失敗したようである。コチニール色素を参照のこと。こうしたカイガラムシの色素利用は新大陸からもたらされただけでなく、旧大陸でも古くから利用されてきた。例えば地中海沿岸やヨーロッパで古くからカーミンと呼ばれて利用されてきた色素はタマカイガラムシ科の Kermes ilicis (Linnaeus, 1758) から抽出されたものだった。カイガラムシ起源の色素はすべてカルミン酸とその近縁物質で、この名称はカーミンに由来する。ネロ帝の時代に、ブリタンニア地方に生息していたカイガラムシを染料として利用する方法が発見され、属州から税金の代わりにとして納められていた時代もある。虫体被覆物質と虫体内色素の両方を利用するものに Lac に代表されるラックカイガラムシ科のラックカイガラムシ類が挙げられ、インドや東南アジアで大量に養殖されている。ラックカイガラムシの樹脂様の虫体被覆物質を抽出精製したものはシェラック（Shellac、セラックともいう）と呼ばれ、有機溶媒に溶かしてラックニスなどの塗料に用いられるほか、加熱するといったん熱可塑性を示す一方で、ある温度から一転して熱硬化性を示すので様々な成型品としても用いられ、かつてのSPレコードはシェラック製だった。化粧品原料、錠剤、チョコレートのコーティング剤としても使われる。また、ラックカイガラムシの虫体内の色素は中国では臙脂（えんじ）や紫鉱、インドではラックダイと呼ばれ、染料として古くから盛んに用いられた。また、特殊な利用に糖分を多く含んだ排泄物の利用がある。旧約聖書の出エジプト記にしるされているマナと呼ばれる食品は、砂漠地帯で低木に寄生したカイガラムシの排泄した排泄物（甘露）が急速に乾燥して霜状に堆積したものと推測されている。