都営地下鉄三田線
三田線（みたせん）は、東京都品川区の目黒駅から板橋区の西高島平駅までを結ぶ、東京都交通局が運営する鉄道路線（都営地下鉄）。『鉄道要覧』には6号線三田線と記載されている。開業当初は「都営6号線」と称した（後述）。基本的に都営三田線と呼ばれることが多い。
路線名の由来は名称制定時の終着駅である三田（みた）から。車体および路線図や乗り換え案内で使用されるラインカラーは「ブルー」（青）、路線記号はI。
東京特別区部の南部から都心部の日比谷・大手町を経由し、北西部の板橋区まで、おおむね南北を弓なりに（西に向いた逆C字型）走る路線である。目黒駅で東急目黒線と相互直通運転を行っている（詳細は#運転を参照）。
この路線は高島平駅側より開業したが、起点は目黒駅（2000年9月26日 - ）である。ワンマン運転を実施しており、保安装置としてホームドア（日立製作所製のホームゲートシステム）を全駅に装備する（#駅設備を参照）。
収支状況は、2004年度決算で純損益が約16億2,131万6,000円の赤字、2005年度決算で約14億8,247万4,000円の黒字、2006年度決算で約21億6,957万6,000円の黒字、2015年度決算で約58億3,153万円の黒字と着実に改善している。
目黒 - 白金高輪間 (2.3km) は東京メトロ南北線と線路（施設）を共用しており、東京地下鉄が第一種鉄道事業者、東京都交通局が第二種鉄道事業者となっている。このため、列車の最高運転速度は南北線に合わせて80km/hとなっているほか、運賃計算方式に特例がある。東京メトロ南北線#運賃計算の特例を参照のこと。本路線の建設は、1957年（昭和32年）の建設省告示第835号「東京都市計画高速鉄道網」において5号線（現在の東京メトロ東西線）の分岐線として示された大手町 - 下板橋間の計画が元となっている。当初は帝都高速度交通営団が事業者となり、建設および開通後の営業を担当する予定であった。1960年（昭和35年）3月ごろより、5号分岐線の建設が具体的に検討され始めた。この路線は都電の水道橋線（新常盤橋 - 春日町間）、白山線（春日町 - 白山上間）、巣鴨線（白山上 - 巣鴨車庫間）および板橋線（巣鴨車庫 - 旧・下板橋間）とほぼ重なるルートで、18系統（神田橋 - 志村坂上間）・35系統（田村町一丁目 - 巣鴨車庫間）が運転されているため、東京都交通局による建設・営業が望ましいとされた。
1962年（昭和37年）1月に開かれた首都圏整備委員会・建設省・運輸省による会談において、5号分岐線の建設が正式に決定。続いて運輸大臣・東京都知事・営団総裁による会談が開かれ、都交通局による事業化が内定した。
同年6月8日運輸大臣提出の都市交通審議会答申第6号において分岐線は6号線として切り離され、5号線について営団が、6号線について都交通局が建設・営業する方針が正式に決定された。6号線は西馬込方面より五反田・田町（三田駅）・日比谷・春日町（当時の都電水道橋線・白山線停留場名。開業後の春日駅）・巣鴨および板橋区大和町（やまとちょう。当時の都電志村線停留場名。開業後の板橋本町駅付近）の各方面を経て、東武東上線上板橋駅および志村（当初は都電志村線の志村橋終点付近を想定。後に現・高島平駅に変更。）付近の各方面へ至る路線として示された。軌間は1435mm（標準軌）を採用し、西馬込駅 - 泉岳寺駅間と馬込検車場（現・馬込車両検修場）は1号線（現・都営浅草線）と共用する予定であった。
1962年10月には6号線について、東京急行電鉄（東急電鉄）および東武鉄道（東上線）との直通・相互乗り入れ運転計画が検討された。6号線の軌間を1067mm（狭軌）に変更し、東急側は泉岳寺駅から別線（仮称・東急泉岳寺線）として建設予定であった桐ヶ谷駅まで、途中駅を五反田駅のみとして延伸し、池上線を経由して（旧）田園都市線（当時の名称。2018年現在の大井町線）と接続した上で直通運転、東武側は上板橋駅で6号線と接続した上で埼玉県方面と直通運転する計画が提示された。軌間変更を打診された都交通局はこの計画に難色を示したが、運輸省による調整にて6号線のうち泉岳寺 - 西馬込間のみを、既に押上 - 人形町間で開通していた1号線（浅草線）延長区間に編入して標準軌で、残りの区間を東急・東武相互乗り入れ対応として狭軌で建設することが決定された。
しかし、東武から「大和町駅（やまとちょうえき・板橋区） - 上板橋駅間は運転需要対応困難である上、上板橋駅を乗り入れのために改良する余裕がない。」との申し入れがあったことを受けて、1964年（昭和39年）1月31日に同区間の建設を取りやめて、志村駅から埼玉県北足立郡大和町（やまとまち。現・埼玉県和光市）の東武東上線大和町駅（やまとまちえき、現・和光市駅）まで延伸して接続した上で相互乗り入れを行う計画に改訂された。東急は前述の泉岳寺線を、東武は志村駅 - 大和町駅間の連絡線（東武東上支線。板橋区が1969年（昭和44年）3月に実施した住居表示により高島平の町名が発足し、同年8月に都営地下鉄6号線志村駅が高島平駅に改称されてからは仮称・東武高島平線として予定されていた。）を建設するという内容の各社分掌も盛り込まれた。この合意に基づき、同年11月には3事業者により「6号線建設および相互直通運転に関する覚書」が締結された。この間、都交通局は1964年3月に大手町 - 巣鴨間の地方鉄道敷設免許について営団からの譲受を申請した。さらに同年10月に泉岳寺 - 大手町間および巣鴨 - 志村間の免許申請を行い、3区間とも認可され、同年12月18日に泉岳寺 - 志村間の地方鉄道敷設免許が交付された。
一方、軌間変更により都交通局では馬込検車場の共用ができなくなったことから、6号線専用の車両基地が新たに必要になり、公団住宅蓮根団地西側の用地を蓮根検車場として使用する計画を追加したが、後に志村検車場（現・志村車両検修場）の設置に変更された（計画変更の経緯は後述）。
上記の経緯から、都交通局と東急は建設計画について歩調を合わせる考えを示し、また都交通局と東武はATSを共同で開発するなどの協力体制が採られた。その上で都交通局は6号線（三田線）について車体寸法や保安装置などの面で東武鉄道の規格を踏襲する「6号線直通車両規格」を制定し、直通運転実施路線は東武東上本線・東武東上支線（高島平線）・都営三田線・東急泉岳寺線・池上線・大井町線・田園都市線（未成線以外は2018年現在の線路名称による）となることが一度は決定した。
ところが、翌1965年（昭和40年）1月に東急は突如として6号線（三田線）への乗り入れ計画を中止する意向を示した。距離的にも時間的にも乗客の利便増進に資するものではないという東急の経営判断によるものであった。東急はその代替として営団3号線（銀座線）への乗り入れを目指す計画に変更したため、泉岳寺線計画は撤回された。これにより6号線（三田線）南側の直通運転計画は宙に浮いた。
三田駅以南の計画が定まらないまま、都営地下鉄6号線は東武東上線との相互乗り入れを準備しつつ、当面の間志村（高島平）駅 - 三田駅間のみで営業することになり、1968年（昭和43年）から1973年（昭和48年）にかけて開通した。1968年12月の巣鴨 ‐ 志村間開通時に導入された6000形の行先方向幕には志木・大和町・上福岡・川越市など、東武東上線相互乗り入れを想定したコマも含まれている。しかしその数年後には東武鉄道も、都心へ向けて大きく迂回するルートであること、および池袋駅に乗り入れないため、東武百貨店をはじめとした池袋地区の開発に資さず、東上線にとっての線増効果をもたらさないと見込まれることを理由として、営団8号線（有楽町線）に乗り入れ先を変更する旨を都交通局に通知した。この件で都交通局は東急・東武に対して抗議を行ったが、結局は両社の意向に押し切られた。
高島平駅 - 西高島平駅間は前述の通り東武高島平線であったが、都交通局が高島平西部へのアクセス路線として1973年（昭和48年）4月28日に東武鉄道から免許を譲り受け、着工・延伸することになった。
東急泉岳寺線桐ヶ谷 - 東武東上線大和町（やまとまち）間の3事業者による路線建設計画・相互乗り入れ運転計画策定当時の1964年に都交通局が制作した都営地下鉄6号線の案ダイヤは、東武東上線内では、日本住宅公団による霞ヶ丘団地および上野台団地の最寄駅で引き上げ線も用意されている上福岡駅で折り返す列車を多数設定する（一部の列車は川越市駅・東松山駅まで運転）内容であった。当時、上福岡駅の2駅手前であった志木駅でも折り返しは可能であり、東急の乗り入れ計画中止後に都交通局で作られた都営地下鉄の案ダイヤでは、志木駅折り返し列車を多数設定していたものもあった。
一方東武側の案ダイヤは、都心側において当初は泉岳寺駅（東急との乗り入れ計画策定時点）、後に御成門駅（東急との乗り入れ計画中止後）で折り返す列車を軸に、一部東急線方面に向かわせる内容であった。また東急側の案ダイヤでは新板橋駅で折返す列車を基本とし、一部志村駅（高島平駅）発着や東武線方面に直通することをそれぞれ検討していた。
東急では泉岳寺線に関して、五反田駅を高々架から地下に移設した上で泉岳寺駅 - 五反田駅間で1号線（浅草線）と並行させ（前述の通り、途中駅は都営地下鉄の仮称・二本榎駅、すなわち高輪台駅のみで、東急線に途中駅は設けない）、五反田駅以西は戦時中に廃止していた桐ヶ谷駅（大崎広小路駅と戸越銀座駅の中間に位置していた）を大崎広小路駅の代替として復活し、戸越銀座駅付近まで新規路線を建設して既存の池上線と接続する構想を立てていた。戸越銀座駅以西については旗の台駅を改良して、池上線と（旧）田園都市線（大井町線）との連絡線を設けて接続し、二子玉川園駅（現・二子玉川駅）を経て、そのまま現・田園都市線長津田駅に直通する構想であった。泉岳寺線の開業と同時に池上線の桐ヶ谷駅 - 五反田駅間は廃止が計画されていた。6号線から乗り入れてくる列車の東急線内折り返しは鷺沼駅および長津田駅（および将来的には一部の列車を当時延伸計画中であった中央林間駅まで延長）で計画されていた。
1972年（昭和47年）3月1日運輸大臣提出の都市交通審議会答申第15号において6号線の新たな延伸計画が立てられ、「桐ヶ谷方面－大和町（和光市）方面」が「大宮市西部…浦和市西部－戸田市西部－高島平－清正公前（現・白金高輪駅）…港北ニュータウン（横浜市）」に改められ、和光市駅－高島平駅間の東武高島平線計画は正式に撤回された。1971年に発表された当初の港北ニュータウン計画では、都営地下鉄6号線を西馬込から港北ニュータウンを経由して中山駅まで延伸する計画が盛り込まれていた。計画書には横浜市営4号線とともに東京6号線が鉄道計画の根幹をなしており、相当に具体的な駅の設置場所とともに東京6号線の延伸が必須であるという書き方がなされている。
しかし1985年（昭和60年）7月11日の運輸政策審議会答申第7号において、この計画は目黒駅止まりとなり、東急目蒲線と相互乗り入れ（仮称・東急都心線、開業後の東急目黒線）を行うことが決まり、同時に三田線の港北ニュータウン延伸計画は撤回された。この決定を受けて、以前制定していたが事実上廃止となった「6号線直通車両規格」とは別の「相互直通運転における東急目黒線・南北線・三田線との直通車両申し合わせ事項」の直通車両規格を、都交通局他2者において新たに制定した。
一方北側については、1976年（昭和51年）5月に開業した西高島平駅から北進し、荒川を橋梁で渡り、新大宮バイパスの上下線間にあった当時未開通の自動車専用道路予定地を活用して北上し、国鉄武蔵野線西浦和駅を通り、大宮市西部（現在のさいたま市西区）まで延伸するという計画が立てられた。しかし1985年9月30日の国鉄埼京線開業の影響もあり、上記の運輸政策審議会答申第7号でこの計画は削除され、1990年以降同ルートには首都高速5号池袋線の延伸区間と首都高速埼玉大宮線が順次開通した。
以上の経緯を経て、東急との乗り入れは当初計画の泉岳寺線・池上線・田園都市線（後の大井町線）から目黒線へと、対象路線は変わったものの実現することになり、最終的に東京6号線は西高島平駅 - 目黒駅間の路線として、2000年9月26日に全線開通した。港北ニュータウン地区への鉄道建設についても、2008年6月22日に乗り入れ先の東急目黒線列車運転区間が武蔵小杉駅から日吉駅まで延伸され、同駅にて連絡する横浜市営地下鉄グリーンラインが港北ニュータウンを抜けて中山駅までを結ぶという形で実現された。
なお、営業区間確定前の東京都の公式文書において、三田線の正式な起点は上記の理由から泉岳寺駅となっていた。そのため関係官庁に届け出る文書では未成線である泉岳寺駅ー三田駅間を加えた実キロ数が記入していたものもあったが、目黒開業時までに正式起点を目黒駅に改め、実キロ数も泉岳寺駅起点のものから目黒駅起点のものに書き換えられた。志村坂上駅より北西側、西高島平駅までの区間は地上高架線となっていて、三田線は都営地下鉄の路線で最長距離の地上区間　(5.2km)　を持つ。志村坂上駅 - 志村三丁目駅 - 蓮根駅 - 西台駅の間ではS字カーブが連続するが、これは当路線の計画段階において、志村地域のルートが幾度も変更された名残りである。1962年（昭和37年）に都市交通審議会答申第6号で示された北側の終端「志村」へ至るルートは、当時営業中の都電志村線を踏襲する形で、現在の志村坂上駅からそのまま中山道を北上し、板橋区長後二丁目（現・坂下二丁目）で新河岸川に架かる志村橋の手前へと至るものであった。ところが、その後埼玉県方面への延伸を検討した際、志村坂上から北上して地下方式のまま河川をくぐり抜けるためには勾配が急になり過ぎることと、新河岸川・荒川の河川下工事が地質上困難で莫大な費用が掛かることが判明した。このため、志村坂上以北は地上に高架線を建設して、河川を橋梁で越えるように計画変更を目論んだが、中山道沿いには支障物件が多かったため、ルートを西側に変更して、現在の志村三丁目駅－蓮根駅を経由し、そのまま北上して蓮根三丁目の蓮根橋手前へ至り、そこに「志村駅」を設置する案が策定された。
その後1964年（昭和39年）に「志村駅」における6号線と東武東上線の相互乗り入れ計画が盛り込まれ、翌1965年（昭和40年）には板橋区土地区画整理事業により、旧徳丸ヶ原水田地区に大規模団地を造成する方針が決定した。これにより増加が見込まれる地域住民のアクセスの便を考慮し、馬込検車場の代替として公団住宅蓮根団地の西側、志村西台町（現・高島平一丁目付近）に建設を予定していた車庫へ向かう引込線用地の一部を本線に転用し、車庫建設地を同町内北部（現・高島平九丁目志村車両検修場）に再度変更した上で、西台駅 - 高島平駅に至る現在のルートを形成することになった。以上の経緯により、地上区間において連続する急カーブが設けられることになった。
S字カーブ区間の最小曲線半径は、志村坂上 - 志村三丁目間が298メートル（制限速度60km/h）、志村三丁目 - 蓮根間が211メートル（制限速度50km/h）、蓮根 - 西台間が162メートル（制限速度40km/h）となっている。また1976年（昭和51年）5月6日開業の高島平 - 西高島平駅間は一部を除きスラブ軌道となっている。
目黒駅から東急目黒線の日吉駅まで相互直通運転を実施している。白金高輪駅を起・終点とする列車の大部分は同駅で埼玉高速鉄道線・南北線からの目黒方面発着の列車との接続がほとんどとられている。ラッシュ時には高島平駅を始発・終着とする列車（出・入庫列車）がある。2017年3月25日のダイヤ改正までは御成門駅折り返しもあった。
ATOを装備しており、基本的にATOを使用して自動運転を行っている。
2004年12月23日から臨時列車「みなとみらい号」が6300形により高島平駅 - 横浜高速鉄道みなとみらい線元町・中華街駅間で運行を開始した以後、2009年まで、末期を除いて行楽シーズンに1 - 2か月に1回の割合で設定されていた。この列車には特製のヘッドマークを取り付けている。2006年8月運転分までは三田線と東急目黒線内が各駅停車、東横線と横浜高速みなとみらい線内が急行運転で、目黒線から東横線への転線も武蔵小杉駅で行っていたが、同年12月の運転からは三田線内が各駅停車、東急目黒線・東横線と横浜高速みなとみらい線内が急行運転で、目黒線から東横線への転線も田園調布駅で行う体系に変更された。
大晦日の終夜運転を開業から1972年までと1986年以降実施している。2000年以降はこの時のみ目黒駅発着の列車が運転されている。また、2014年より春日駅が最寄りの東京ドームでのコンサートイベントへの対応として、一部時間帯で終夜運転列車を増発して以降は、新板橋駅発着（2014年度のみ）や1往復のみ三田駅発着の列車も設定されている（2014年度に設定開始。2014年度のみ新板橋駅発着、2015年度は高島平駅発着。2016年度、2017年度は南行西高島平駅発、北行高島平駅着で設定。目黒駅発着列車と同様に終夜運転のみの設定であり、芝公園駅南方の非常渡り線を使用して転線している）。なお、2016年度より終夜運転の本数が縮小され、これまで基本的に30分間隔（1時台のうち、三田駅発着列車が入る場合を除く）であったものを、午前2時台 - 4時台の間は1時間間隔に減便した。
終夜運転以外では、8月に行われるいたばし花火大会では2010年頃まではこの時しか運転されない巣鴨駅発着が臨時運転されていたが、後に巣鴨駅発着は御成門駅発着に延長され消滅した。しかし、御成門行きもこの時限り運転される列車である。
2006年9月25日より東急目黒線直通列車の一部が東急線内にて急行列車としての運行を開始した。東急線区間で急行運転が開始された後も、三田線内は全列車が各駅停車での運転となっている。また、三田線内では6300形においては日吉方面行き急行を除いて種別表示を行わないが、一部編成が各駅停車でも種別表示を行う。
日中は30分サイクルのパターンダイヤであり、三田線内（西高島平駅 - 白金高輪駅間）は6分間隔である。30分に東急線日吉駅発着が3本（このうち1本は東急線内急行）、白金高輪駅発着が2本運転される。このうち、東急線内急行運転の列車は白金高輪駅での南北線・埼玉高速線内発着の列車との接続を行わない。
2008年6月22日のダイヤ改正までは、日中は西高島平 - 白金高輪間と西高島平 - 武蔵小杉間が交互に運転されていた。
また、2016年10月21日のダイヤ改正で、平日の朝に高島平 - 御成門間で1往復増発された。これにより、2008年6月22日のダイヤ改正で消滅した通常ダイヤにおける定期列車の御成門駅発着が復活したが、2017年3月25日のダイヤ改正で東急目黒線直通列車に変更され再度消滅した。しかし、御成門駅発着列車自体は前述のいたばし花火大会開催時の臨時列車で設定されている。
どの列車がどの車両で運転されるかは列車番号の末尾アルファベットで区別されており、「T」が都交車両（31T以降の奇数番号）、「K」が東急車両（01K - 29K）となっている（「S」は東京地下鉄車両で30S - 78Sの偶数番号、「M」は埼玉高速車両で80M - 98Mの偶数番号）。列車番号は『MY LINE 東京時刻表』（交通新聞社）にも掲載されている。
なお、三田線内では南行列車（目黒・日吉方面）の列車番号は偶数番号となっており、例えば「31T」運用では北行列車（西高島平方面）は「xx31T」、南行列車は「xx30T」となる。
また、目黒線内の列車番号は6桁の数字で表記され、上3桁が運用番号を表している。400番台が都交車両、200番台が東急車両となっており（300番台は東京地下鉄車両、500番台は埼玉高速車両）、例えば「31T」運用の場合は目黒線内では「431」となる。
なお、東急車両の運用は三田線運用と南北線・埼玉高速線運用とで別々に組まれ、奇数番号（目黒線内基準）が三田線運用、偶数番号（同）が南北線・埼玉高速線運用となっている。また各社局間の走行距離調整の関係上、東急車両は目黒線に乗り入れない列車（白金高輪折り返しなど）にも使用されている。目黒駅は東京急行電鉄、白金台駅と白金高輪駅は東京地下鉄、それ以外の各駅（三田 - 西高島平間）は東京都交通局の管轄駅のため、駅設備は管轄している各事業者に準じたものが使用されている。東京地下鉄の管轄2駅ではガラス張りの準密閉式フルスハイトタイプのホームドアを使用しており、それ以外の駅では東急管轄の目黒駅を含めてハーフハイトタイプのホームゲートを使用している。
発車メロディは白金台駅・白金高輪駅を除く全ての駅で南北線の旧発車メロディ「音無川の流れ」（A線、B線）を使用している（「発車メロディ#東京都交通局（都営地下鉄）・東京急行電鉄（目黒線）・埼玉高速鉄道」参照）。
2022年度に開業予定の相鉄新横浜線経由で相模鉄道への乗り入れが計画されており、同線を経て、相鉄本線と相鉄いずみ野線へ直通運転を行う予定である。このため、前述の通り6300形3次車への相鉄直通対応工事および乗り入れ対応の新型車両の計画を有している。また、東急目黒線の武蔵小杉駅の乗降客数の著しい増加と、新規に乗り入れる予定の相鉄に合わせて、この乗り入れ開始時までに三田線の8両編成化が計画されており、地上設備についても8両編成対応に順次改修を予定している。相鉄側では20000系の8両編成が目黒線・三田線（南北線・埼玉高速鉄道線への対応の是非は未定）対応として製造される予定である。