大崎からJR埼京線に直通し、川越線の川越駅まで相互乗り入れを実施している。これにより、りんかい線新木場駅から埼京線経由で川越線川越駅までは一つの運転系統として成立している。りんかい線内は新木場駅 - 大崎駅間の全線を通して運転する列車のほか、八潮車両基地への出入りのために東京テレポート駅発着の区間列車も設定されている。日中は1時間に大宮駅・川越駅発着の快速が3本、新木場駅 - 大崎駅間の各駅停車が4本の計7本が運転されているが、運転間隔はパターン化されていない。りんかい線内では快速(Rapid)および通勤快速(Commuter Rapid)を含めて全列車が各駅に停車する。10両編成化に伴い、自社車両だけではなくJR埼京・川越線系統の車両もりんかい線内での折り返し運転に使用されている。東京ディズニーリゾート玄関口の京葉線舞浜駅への短絡ルートとして、時折JR東日本中央線や東海道線などからりんかい線を通り、京葉線へ直通する団体客向けの臨時列車が運転される。混雑が予想される日に特別ダイヤを組んで対応することが2002年12月の全通前はたびたびあったが、全通後はあまり実施されなくなった。ただし、大晦日にはJRからの直通臨時列車が設定されるほか、東京湾大華火祭、コミックマーケット期間等にも臨時列車が設定される。
新木場 - 東京テレポート間は高度成長期に東京外環状線の一部として計画され、湾岸部の海底トンネル工事も完了していた旧国鉄京葉貨物線のうち、国鉄時代に旅客線に転用されず、国鉄分割民営化後は国鉄清算事業団が所有していた新木場 - 東京貨物ターミナル間の一部を東京臨海副都心地区の開発と同地区での開催が予定されていた世界都市博覧会（1995年開催中止決定）に伴う旅客輸送のために旅客線として開業したものである。東京貨物ターミナル方面から分岐する品川埠頭分岐部信号場 - 大崎間については新規に工事を行った上で延伸開業した。なお、同じく工事が終了していた品川埠頭分岐部信号場 - 東京貨物ターミナル間は、東京貨物ターミナルの東側に車両基地（東臨運輸区）を設置した上で回送線として利用されている。また新木場駅の蘇我方ではJR東日本の京葉線と線路が接続されている。この京葉線との連絡線は、JR埼京線との直通運転が開始されるまでは主に車両検査時の回送用に使用されていた。東京テレポート駅 - 品川埠頭分岐部信号場 - 東京貨物ターミナル駅（東臨運輸区）を結ぶ海底トンネル・東京港トンネルは旧国鉄の京葉貨物線の一部として建設されたもので、沈埋工法で建設されたためにトンネル断面形状はボックスケーソンの四角形となっている。一方、りんかい線開業に伴って新たに掘削された品川埠頭分岐部信号場 - 天王洲アイル駅間についてはシールド工法で建設されたため、トンネル断面形状は円形である。両線の分岐点である品川埠頭分岐部信号場でトンネル断面形状が変化する。また、2020年東京オリンピック・パラリンピックの際には、東京臨海副都心地区周辺に複数立地する競技会場へのアクセス鉄道となる予定である。平常時の外国人乗客も増えているため、2018年4月27日から英語を話せるコンシェルジュを東京テレポート駅などに配置するといった対応を進めている。
自動車スポーツのなかでも、主に自動車の走行性能を競う製造者対抗ロードレースと、ヒルクライムでそれぞれ運用することを前提に企画、開発、製造される。2017年以降においては国際モータースポーツ競技規則 (国際スポーツ法典) 付則J項部門IIのグループCN「プロダクションスポーツカー」と、同グループE (フリー・フォーミュラレーシングカー群) のSC (スポーツカー) に属する類型が該当する。SCはさらに国際ヒルクライム技術規定のグループE2-SC、FIA世界耐久選手権技術規定の「『ル・マン』プロトタイプ」("Le Mans" Prototype, LMP) 1～2およびそれに付随する3、IMSAスポーツカー選手権技術規定の「デイトナ・プロトタイプ・インターナショナル」(Daytona Prototype Int., DPi) に分類される。E2-SCはCNから、DPiはLMP2からそれぞれ派生した類型である。国際自動車連盟 (以下、FIA) の管理下で技術規定がなされているが、規定の基本趣旨は製造者が公道運用に自由な発想で製造した乗用車を競技運用する場合の、階級分類と形式分類である。これはツーリングカーやグランドツーリングカーと同じであるが、それらとは異なり1台だけの特別製造車から対象となるため、実質的にはほぼすべてが競技専用として製造されている。また生産台数の要件がある場合でも、それはごく少数であるため、競技専用のまま要件台数が生産され、不良在庫車は無理にでも公道用に仕立てて富裕層などへ売却される。本来から自由製造されるものであるため、諸元や投入技術に制約が少なく、これが製造者の技術先進性や知見、開発能力などを競う下地となってきた。ただし、1982年以降は諸元に上限または下限が設けられるようになり、その制限内での競争となっている。ロードレースにおけるスポーツカーの競技性高度順位は、一つ上位にフォーミュラレーシングカーがあるのみであり、下位にグランドツーリングカーとツーリングカーが続いている。スポーツカーはフォーミュラレーシングカーレースに参加することはできないが、過去にはフォーミュラレーシングカーとの間に存在した二座席レーシングカーのレースに参加することができた。またヒルクライムは個別スタートであるため、スポーツカーとフォーミュラレーシングカーは同部門として競合する。スポーツカーの製造者 (マニュファクチャラー) とはシャシの製造者を指す。エンジンは大規模製造者では自身で開発、製造する場合が多く、小規模製造者では他者 (大規模製造者またはエンジン専門製造者など) から供給 (供与、貸与、売却など) を受ける場合が多い。なお、大規模製造者が他者 (多くは小規模製造者) へシャシの開発、製造を委託する場合もあるが、スポーツカーの名称であるメイクは委託者のものを名乗り、開発、製造を請負った受託者のメイクが名乗られることはない。また、小規模製造者は自身のメイクに連ねてエンジンメイクが表示される場合がある。