首都圏新都市鉄道つくばエクスプレス
つくばエクスプレス（TSUKUBA EXPRESS、略称：TX）は、東京都千代田区の秋葉原駅と茨城県つくば市のつくば駅を結ぶ首都圏新都市鉄道 (MIR) の鉄道路線である。鉄道要覧における名称は常磐新線（じょうばんしんせん）であるが、案内上は全く使用されない。
当初の計画路線名は「常磐新線」であり、「つくばエクスプレス」の名称は一般公募による。最多応募は「つくば線」であったが、1987年に廃線となった筑波鉄道筑波線と同じ読みであるため採用されなかった。現在、首都圏新都市鉄道はCIにおいて会社名ではなく本路線名とそのロゴマークを使用している。「つくばエクスプレス」「TSUKUBA EXPRESS」およびロゴマークは同社の登録商標である。他社線においても社名を冠さない「つくばエクスプレス」 または「つくばエクスプレス線」 の呼称が使用される。開業前には計画路線名の「常磐新線」も多く用いられたが、開業後の案内では使用されておらず、橋梁の橋歴板等に見られる程度となっている。
2005年（平成17年）8月24日に開業。関東地方の主要幹線の中では最も歴史が浅く、既成市街地の地上における用地買収を避けて約25%の区間が地下に建設された。起点側の秋葉原 - 八潮間は南千住から荒川橋梁（北千住 - 青井間）までを除いて地下線であり、終点のつくば駅も地下駅となっている。地上区間は全て高架または掘割構造であり、踏切が存在しない。
最高速度130 km/h（通常127 km/h）と高速で運転を行っており、秋葉原 - つくば間58.3キロメートル (km) を最速45分（快速）で結ぶ。全線で自動列車運転装置 (ATO) による自動運転を行い、運転士は乗務するが、車掌は乗務しないワンマン運転を実施。また全駅に可動式ホーム柵を装備するなど、自動化技術を多く採用している。
東京と筑波研究学園都市および沿線地区間の通勤・通学路線としてのみならず、筑波山シャトルバス等と接続して筑波山への観光路線としての役割も担っている。秋葉原駅からJR東北本線（山手線・京浜東北線・上野東京ライン）の下を北上した列車は、御徒町駅の手前で東にカーブし春日通りと都営地下鉄大江戸線の直下を走り、新御徒町駅の先で北にカーブし浅草駅に着く。同駅は東武鉄道、東京メトロ銀座線、都営地下鉄浅草線の浅草駅とは離れている。秋葉原駅から南千住駅までは地下を走り、南千住駅の先からJR常磐線と東京メトロ日比谷線に挟まれる形で地上に出る。隅田川を渡り、3階にホームがある北千住駅に着く。
北千住駅を出た列車は、東京メトロ千代田線およびJR常磐線と並走しながら荒川を渡り、東武伊勢崎線と交差する辺りで北にカーブしながら地下に潜る。東京都内の地上風景は短く終わる。ここからしばらくは綾瀬川および首都高速6号三郷線とほぼ並行して地下を走り、八潮駅の手前で地上に出る。埼玉県最初の駅である八潮駅北側には首都高速6号三郷線の八潮パーキングエリアがある。
八潮付近からは郊外部を通る。中川を渡り、東京外環自動車道および国道298号との三重立体交差、三郷中央駅を経て埼玉・千葉県の境をなす江戸川を渡ると、再び地下に入り、住宅地の下にあるJR武蔵野線との乗換駅・南流山駅に到着する。南流山を出るとしばらく地下線を走行する。この間に流鉄流山線をくぐる。その後高架となり、流山セントラルパーク駅を過ぎ、東武野田線との接続駅・流山おおたかの森駅に到着。北東に向い、柏の葉キャンパス駅、柏たなか駅を経て、利根川橋梁で利根川を渡ると守谷駅に到着する。
守谷駅を出発するとすぐに車両基地出入線が分岐、さらにしばらくして直流電化と交流電化を隔てるデッドセクションを通過し、交流電化区間に入る。ここから先は高架と切り通しで構成された田園地帯の線形の良い区間を130 km/h近くを保って運転する。みらい平駅、みどりの駅、万博記念公園駅、研究学園駅を経て、終点のつくば駅手前で地下（つくばトンネル）に入り、つくば駅に到着する。この区間を最速種別の快速は無停車で12分、平均速度103.0km/hと在来線としてはきわめて高い速度で走破する。
つくばエクスプレスは、秋葉原から守谷 - みらい平間までと守谷 - 守谷車両基地間が直流1500 Vで、以北は交流20000 V・50 Hzで電化されている。これは、茨城県石岡市柿岡にある気象庁地磁気観測所での地磁気観測への影響が懸念されたためで、JR常磐線の交直切換地点が運用上の拠点である土浦駅などではなく取手駅（直流側：東京方） - 藤代駅（交流側：いわき方）間の位置になったのと同様の理由である。また守谷駅で接続する関東鉄道常総線が開業以来非電化であるのも、地磁気観測所がある影響のため、という同様の理由である。
秋葉原 - つくば間を通して運転するためには交直両用車両が必要になるが、直流専用車両と比べて製造費が高い。そのため、つくばエクスプレスでは秋葉原 - 守谷間限定で使用する直流専用電車TX-1000系と秋葉原 - つくば間の全線で使用する交直両用電車TX-2000系の2系列を用意することで、総費用の削減を図っている。なお、全線が交流とならなかった理由は、東京都内の地下区間を交流規格で設計した場合、絶縁のための空間をとることからトンネル断面が拡大し交直流車両の導入以上の費用がかかるため、と同社の見学会などで説明されている。
架線吊架方式は3種類採用されており、秋葉原から南千住 - 北千住間のトンネル坑口までは饋電線としての電気性能を有するアルミニウム製のT型架台に直接トロリ線を取り付けた剛体架線式、そこから守谷までは小菅 - 埼玉県東京都境間、南流山の地下区間を含めて、饋電線と吊架線を兼用させた一体構造の饋電吊架式、守谷から終点つくばまでは、みらい平、つくば付近の地下区間を含めて、トロリ線内に鋼心を入れて集電性を高めたCSシンプルカテナリー吊架式を採用している。
守谷 - みらい平間に無電区間（デッドセクション）があり、電車は走行中に交直流切り替えを行う。通常は運転士の手動操作ではなく自動で行われる。デッドセクション通過中でも車内灯（蛍光灯）が消えることはないが、エアコンが停止するほか、行先・停車駅表示パネルが消灯する（ただし、旅客案内用フリーパターンディスプレイは消灯しない）。また、側壁（防音壁）に無電区間を示すマーキング塗装があり、これらからデッドセクションの判別が可能である。
また、みどりの - 万博記念公園間にもデッドセクションがあり、同様に行先・停車駅表示パネルが消灯するが、これは「交交セクション」と呼ばれる箇所で、変電所相互における交流電流の位相差による障害を防ぐために設置されている。こちらにも側壁に無電区間を示すマーキング塗装がある。いずれの区間も、列車は惰行運転で通過する。ATO運転時には専用の地上子を通過すると惰行運転に入る。
運行時間帯は5時3分 - 翌0時58分。秋葉原駅 - つくば駅間の全線運転と秋葉原駅 - 守谷駅間の区間運転の2本立てを基本としている。これは需要のほか、電化方式の区分（直流・交流）による使用車両の違いも大きい。また、八潮駅始発・終着や守谷駅 - つくば駅間の区間運転もある。列車種別は快速・区間快速・普通の3本立てで、平日朝夕通勤時は方向により快速の代わりに通勤快速が運転される。遠近分離と緩急接続を併せ持ったダイヤを特徴としている。また通勤快速運転時間帯（方向）は千鳥停車を採用している。全20駅中普通のみの停車駅は3駅である。
種別ごとに運転速度が分けられることはなく、すべての列車で高速運転を行う。車両性能に差がなく、全線が高架・掘割・地下線で建設されており、踏切もなく、首都圏のJRを除く通勤電車では初めて130 km/h運転を実施（ATOによる制限速度は127 km/h）。曲線においても半径820 m以上で130 km/h運転を可能としており、表定速度を高めた。また、新鉄道技術省令 の範囲内で130 km/hを超える速度での運転ができ、保安装置を含めて設備上は最高速度160 km/hでの運転にも対応できるように設計されており、社の幹部も将来的には検討対象としている。
列車種別ごとに、路線図や時刻表などで用いられる種別色とともに示す。快速及び区間快速の停車駅は2005年（平成17年）の開業以来変更がない。
最終列車は行先表示器に最終である旨の表示を行っていた（例: 「普通│（最終）つくば Local Last/Tsukuba」）が、2016年10月以降は省略されている。2009年10月まで駅に掲示されている時刻表には通過列車を示す―（横線）が表示されていた。2012年10月15日ダイヤ改正時点での日中1時間あたりの運行本数は以下のようになっている。
折り返しを行っている駅は、秋葉原駅（起点駅）とつくば駅（終点駅）、引き上げ線のある八潮駅と守谷駅のほか、つくば方に渡り線のある北千住駅の5駅である。流山おおたかの森駅の秋葉原方にも渡り線があるが、通常は折り返し運転に用いられてはいない。2011年に起きた東北地方太平洋沖地震の際には、影響で数日間守谷方面に直通できず、流山おおたかの森駅での折り返し運転が行われた。
待避可能駅は、八潮駅・流山おおたかの森駅・守谷駅の3駅である。このうち守谷駅は開業当初から2面4線のホーム構成であったが、2017年に待避設備が設置されるまでは、内側線は上り・下りともにつくば方向は車両基地にしか出入りできない配線となっていた。全線においてTX-2000系が、秋葉原 - 守谷間においては前述に加えてTX-1000系が運行されている。
計画当初は2階建て電車の投入も計画され、早い時期からデザインも決められ、完成予想図や模型も作られていた。この模型は現在も首都圏新都市鉄道が保管しており、「つくばエクスプレスまつり」等のイベントで展示されることがある。
また、2005年（平成17年）9月1日から女性専用車両を導入し、全列車6両編成ながら、そのうち1両を時間帯・方向によって女性専用車両として設定している。 上りは平日の始発から9時まで、下りは秋葉原発の18時以降から最終列車まで、各列車ごとにそれぞれ1車両を女性専用としている。
現状ではJR等他の鉄道事業者との線路の接続が一切無いため、車両の搬入時はJR土浦駅から総合基地まで陸送によって輸送する方法を採っている。
2005年（平成17年）8月24日の開業時からTX-2000系第60編成において列車内無線LAN接続の実験運用が行われていた。開始時の利用可能区間は秋葉原 - 北千住間であったが、2006年（平成18年）3月14日より秋葉原 - 南流山間の10駅9区間で公式に利用可能となり、同年7月20日には全区間に拡大された。利用可能な編成については、第59編成を皮切りにTX-2000系全編成に順次拡大された。この実験運用は同月末をもって終了した。
2006年（平成18年）8月24日からTX-2000系全編成において秋葉原 - つくばの全区間で商用サービスが開始された。当初はNTTドコモのMzone（現・docomo Wi-Fi）・mopera U（公衆無線LANコース）のみであったが、同年11月9日からは東日本電信電話（NTT東日本）のフレッツ・スポットのサービスも開始された。
常磐新線は、首都圏における宅地供給、茨城県南・県西地域の開発整備、常磐線の混雑緩和などを目的に計画された鉄道である。1978年（昭和53年）、茨城県は「茨城県県南県西地域交通体系調査委員会」（委員長・八十島義之助）を設置し、「第二常磐線」構想を発表した。東京都心と筑波を結ぶ具体的な鉄道路線が検討された記録を確認できるのは、筑波高速度電気鉄道を別にすれば、1983年（昭和58年）に茨城県が設置した「第二常磐線と地域開発に関する調査研究会」によるものが最初である。ただし、検討はそれ以前より行われており、筑波研究学園都市建設の際にすでに東京と結ぶ鉄道駅をも視野に入れた用地配慮がなされている。
1985年（昭和60年）の運輸政策審議会にて「常磐新線の新設」が盛り込まれる以前には、「第二常磐線」として以下の茨城県案、千葉県案などの建設ルートが挙げられていた。茨城県は自らの各案で、東京都心から北千住を経由して筑波研究学園都市へ至るという基本構想を貫いた上で、その間の経由地をどこにするかという選択肢を南から北に向けてA-Dルートの順に提示していた。
千葉県案は、いずれも我孫子を終点とし、茨城県内のルートは発表していなかった。また、東京都内は1ルートを除いて既存の貨物線（新金貨物線など）を利用、千葉県内は1 - 5ルートが高架、6ルートが地下の構想となっていた。また、2ルートは東京駅ホームの位置が京葉線計画と競合すること、3ルートは起終点にターミナル機能が必要であること、6ルートには千葉県内の地下工事にかかる時間と費用を考慮し、早期に撤回された。
1985年（昭和60年）7月11日の運輸政策審議会答申第7号では「常磐新線の新設」という項目が設けられ、東京 - 守谷町南部間が「目標年次までに新設することが適当である区間」、守谷町南部 - 筑波研究学園都市間が「今後新設を検討すべき区間」とされ、後者についてはさらに「需要の動向、沿線地域の開発の進捗状況等を勘案の上、整備に着手する」とされた。この答申により初めて起点が東京駅と明記された。同答申はさらに常磐新線の事業主体が未定であること、建設運営経費が巨額となることなどの問題があることから整備方策を特記している。その要点は、
である。これを受けて運輸省や関係自治体などで協議が進められ、1987年（昭和62年）9月に運輸省、東日本旅客鉄道（JR東日本）、沿線4都県からなる「常磐新線整備検討委員会」が設置された。1988年（昭和63年）11月には同委員会で「常磐新線整備方策の基本フレーム」についての合意が成立し、当面の建設区間を秋葉原 - 筑波学園研究都市とすること、建設主体は第三セクター会社とし、完成後はJR東日本が運営を行うことなどの方針が決定した。また、費用の関係で始発駅は当初予定の東京駅から秋葉原駅となった。1989年（平成元年）3月には運輸省が「新たなフレーム（案）」を示し自治体の負担軽減を提案するが、JR東日本は常磐新線に距離をとる様になった。一方、同月に自治体および日本鉄道建設公団からの派遣職員により「常磐新線検討室」が設置され、検討事項に取り組むこととなった。
1989年6月には、鉄道整備と沿線の地域開発を同時に推進する「大都市地域における宅地開発及び鉄道整備の一体的推進に関する特別措置法」（略称：一体化法、宅鉄法）が制定された。この法律の内容は、鉄道新設と当時大きな課題となっていた首都圏の宅地供給事情を一体的にクリアするとしており、鉄道整備により、大量の住宅地供給が促進されることが見込まれることを期待し、周辺市町村を特定地域に指定して地元自治体などが宅地開発も同時に進めるとするものであり、常磐新線は同法の適用第一号鉄道となった。
「整備の方向を検討する路線」とされていた守谷以北については、茨城県の強い働き掛けで第2期線から第1期区間に格上げされた。この頃から常磐新線の事業主体は第三セクター方式になる方向性が固まっていき、ルート変更なども検討されたが、1990年（平成2年）11月15日の関連自治体副知事会で1990年度中に第三セクターを設立し、開業目標を2000年（平成12年）とすること、事業費用と負担割合についての合意が成立した。同年12月に「常磐新線検討室」は「常磐新線第三セクター設立準備室」に改組された。
1991年（平成3年）3月には、沿線の4都県・12市町村の出資により新線整備・運営主体となる第三セクターの首都圏新都市鉄道株式会社が設立され、同年10月には国レベルで建設費に対する無利子貸付制度が創設されるなど、早期開通に向けて体制が整えられた。同じ月に法的手続きの第一段階である宅鉄法に基づく基本計画が国から承認され、常磐新線の計画路線である東京都千代田区（秋葉原） - 茨城県つくば市吾妻（筑波研究学園都市）間の経路と19か所の駅の位置が定められ、整備に向けた動きが本格的に活発化した。
首都圏新都市鉄道は1992年（平成4年）1月10日付けで第一種鉄道事業免許を取得した。以降、同年9月に常磐新線プロジェクト研究会が、1994年（平成6年）6月には同研究会を引き継いで常磐新線プロジェクト推進協議会がそれぞれ設立され、出資方式、事業採算性、沿線開発などについての調査が実施された。
1994年に、秋葉原で起工式が行われたことを皮切りに、鉄道新線の建設が着々と進められたが、想定外の軟弱地盤や地下水対策による遅延や、基本計画当初から茨城県内の地権者の反対によって用地交渉が暗礁に乗り上がるなど開発は難航し、1996年（平成8年）12月には2000年の開業予定が2005年（平成17年）に変更された。
2000年1月の運輸政策審議会答申第18号においては工事が着手されていた秋葉原 - つくば間が「目標年次（2015年）までに開業することが適当である路線」と位置付けられた。未着手の東京 - 秋葉原間については位置付けが「今後整備について検討すべき路線」へと変更されており、整備区間の整備状況および開業後の経営状態から東京駅までの延伸を検討するという整理がなされた。
2001年（平成13年）2月には、常磐新線イメージづくり調査委員会の答申に基づいた 路線新名称として「つくばエクスプレス」が首都圏新都市鉄道より発表された。
2005年7月22日に完成検査に合格し、同年8月24日に開業した。当初は10月開業予定であったが、地元の強い要望と学校の2学期に間に合うように2か月繰り上げての開業となった。
開業直後には、一部の在京テレビ局などが昼間の当時まだ閑散とした普通列車を取材し、本路線の有効性について疑問視する論調を展開したこともあった。初年度の乗客数は3,469万人で、1日平均の乗客数は開業前の予想「135,000人」を超える150,700人であった。2007年（平成19年）3月には開業20か月目で累積輸送人員1億人を突破した。1日の平均乗客数は2007年（平成19年）4月に239,000人、2008年（平成20年）11月に266,100人、2009年（平成21年）4月に270,500人を記録し、目標の27万人に到達した。なお、運行する首都圏新都市鉄道によると、この目標は、将来の東京駅までの延伸を検討するための前提とされている。
初年度営業収益は予想の90億円を大幅に超え、140億円となった。ただし、最終損益は減価償却費109億円を計上したなどのため、49億円の赤字であった。その後、増発のための車両増備による減価償却費増があったものの、2008年度（平成20年度）決算にて減価償却費込みの営業黒字を達成した。さらに2009年度（平成21年度）決算では当初計画である「開業20年後に単年度黒字」を大幅に前倒しして最終黒字となった。8両編成化のため全駅でホーム延伸工事が行われることが2008年に明らかとなった。
秋葉原駅から東京駅までの延伸を茨城県と県下市町が実現を強く要望しているが、現時点で正式決定には至っていない。1985年7月の運輸政策審議会答申第7号では常磐新線の起点を東京駅としており、東京 - 守谷町南部間が「目標年次（2000年）までに新設することが適当である区間」として位置づけられていたが、2000年1月の運輸政策審議会答申第18号においては東京 - 秋葉原間については位置付けが「今後整備について検討すべき路線」へと変更されている（を参照）。
東京駅へ延伸した場合は丸の内側の丸ビル地下（JR東京駅西側約200 m）に直結し、JR京葉線との接続を重視する構想もあるが、現時点では延伸時の駅設置地点は未定となっている。また、延伸ルート上に秋葉原ワシントンホテルが、その南側には神田川があり、直下には東京メトロ日比谷線、その下を都営地下鉄新宿線がくぐっており、東京延伸には更にこの下に線路を建設しなければならない。このため、東京延伸は深度50 m以上の大深度地下を利用することが検討されている。
東京方面への延伸には1日平均乗客数が27万人以上が条件とされている。前述の通り、平成21年度の1日平均乗客数が27万人を上回ったため、延伸計画は今後、加速するものと予測されている。国土交通省も東京駅の場所や費用の検討をしており、丸の内仲通りが有力との新聞報道もあった。
2016年4月、国土交通省交通政策審議会による「東京圏における今後の都市鉄道のあり方について」 では、つくばエクスプレスの東京駅延伸に加え、中央区などが提唱している都心部・臨海地域地下鉄構想（東京駅 - 銀座駅 - 臨海部）との一体整備および相互直通運転が「国際競争力の強化に資する鉄道ネットワークのプロジェクト」として答申に盛り込まれた。
北への延伸は、つくばから土浦市や百里基地（茨城空港）、さらには水戸市 への延伸を求める主に茨城県民の要望もあるが、具体化していない。茨城県も北への延伸については現時点では消極的な態度をとっている。なお、2018年5月に土浦・つくば・小美玉・石岡・かすみがうら・行方・鉾田の7市の市議会が、「TX茨城空港延伸議会期成同盟会」を発足させた。県などへの要望活動などで連携していく方針であるという。
2017年度の一日平均輸送人員は370,200人である。開業以降、輸送人員は増加傾向が続いており、2017年度では大手私鉄の西日本鉄道（一日平均28万人）よりも輸送人員が多い。
2017年度の朝ラッシュ時の最混雑区間は青井駅 → 北千住駅間であり、ピーク時（7:30 - 8:30）の混雑率は165%である。
2017年より首都圏新都市鉄道HPに公開された「朝ラッシュ時間帯の混雑状況について」では、北千住駅を7:40 - 8:15頃に到着する列車が最も混雑する。
当路線と並行する常磐線から乗客の転移も進み、朝ラッシュ時の混雑率も年を追うごとに増加している。2012年度のダイヤ改正では、ラッシュ時に設定されていた快速を通勤快速に変更し、千鳥停車を採用した。2015年度のダイヤ改正では、それまで朝ラッシュ時の上り線で実施されていた八潮駅の列車待避を解消し、秋葉原駅 - 流山おおたかの森駅間で平行ダイヤとなった。
近年の輸送実績を下表に記す。表中、最高値を赤色で、最高値を記録した年度以前の最低値を緑色で表記している。
各駅にそれぞれ駅番号を付与している。数字のみの2桁で付番され、秋葉原駅が01、新御徒町駅が02……と続き、つくば駅が20である。他路線との関連性はなく、つくばエクスプレス単独の駅番号となっている。大人普通旅客運賃（小児半額・端数は1円単位で切り上げ）。2014年4月1日改定。
開業時の運賃はJR東日本・東海旅客鉄道（JR東海）・西日本旅客鉄道（JR西日本）の幹線の運賃水準を参考として、秋葉原 - つくば間は当時の高速バス運賃よりも若干安くなるように設定された。ただし、つくばエクスプレス開業と同時に高速バスつくば号の運賃も1,150円に改定され、結果的に同額となっていた。2014年4月の消費税率改定に伴う運賃改定の結果、現在はつくば号の方が若干安くなっている。
普通乗車券（片道・往復）、回数乗車券（普通・時差・土休日）、定期乗車券（通勤・通学）、団体乗車券（普通・学生）の4券種9区分を取り扱うほか、各駅で入場券を発売している。定期券には磁気券とIC券の2種類ある。ICカードはPASMO・Suicaをはじめとした全国交通系ICカード10種類が利用可能で、すべての自動改札機が2枚投入に対応している。定期券購入には次のクレジットカードも使える（VISA、Master、JCB、AMEX、DINERS、MUFGカード、DCカード、UFJカード、NICOS）。また、身体・知的障害者割引制度がある。なお、パスネットの改札機での利用は2008年3月14日をもって終了した。
連絡乗車券を設定しているが、普通乗車券については接続鉄道事業者で唯一の株主である関東鉄道の常総線のみとなっている。各駅の切符売り場にはTX線内運賃の横に関東鉄道常総線の乗り継ぎ運賃が記されている。他の他社線については後述の企画乗車券を多数設けて対応している。つくばエクスプレスのロゴマークであるTXは、Tsukuba Expressからきている。
埼玉・千葉両県内の区間や茨城県守谷・つくば両市内はもちろん、開業前には開発の進展が危ぶまれていた守谷以北の快速通過駅でも、みらい平駅前には飯田産業、つくば市役所の新庁舎が完成した研究学園駅前には穴吹工務店や三菱地所による大規模マンションがそれぞれ着工されている。また、すでに流山おおたかの森駅前に高島屋系の東神開発による「流山おおたかの森 S・C」、柏の葉キャンパス駅前に三井不動産による「ららぽーと柏の葉」、研究学園駅近くにダイワハウスによる「iiasつくば」が、八潮・みらい平両駅前にはカスミをキーテナントとするショッピングセンター「フレスポ八潮」「ピアシティみらい平」がオープンするなど、新規開発が行われている。年々、その沿線における不動産価格の増加、高騰が続いており、流山市や守谷市域においては特に顕著である。
つくばエクスプレスが受賞した表彰など。