新大阪駅
1964年10月1日の東海道新幹線の開業に先立ち、大阪市営地下鉄御堂筋線(現Osaka Metro御堂筋線)の駅が同年9月24日に開業した。当時の駅は、用地買収の遅れから現在のホームの南半分(梅田側)のみ完成での開業で、さらに南側に木製の仮設ホームを継ぎ足してホーム長を確保していた。梅田側の上下線がホームの手前から大きく開いているのは、その仮設ホームがあった頃の名残である。当駅 - 江坂駅間が延伸開業した1970年2月24日に、未完成だったホーム北半分が完成して仮設ホームを撤去し、現在の御堂筋線の駅が完成した。
国鉄(現JR)の駅は、1964年の東京オリンピックの開催に合わせて建設された東海道新幹線の終点駅として、1963年10月に完成し、翌年の1964年10月1日に開業した(1964年10月1日国鉄ダイヤ改正も参照)。新幹線の駅が大阪駅に併設されなかったのは、大阪駅(梅田地区)付近が阪急梅田駅や梅田貨物駅などの既存施設で埋め尽くされて再開発の余地がなかったことや、山陽方面への延伸が見込まれており、在来線のように淀川を二度も渡る曲線経路を避けたためである。
大阪市高速電気軌道御堂筋線は西側で東海道・山陽新幹線とほぼ直交し、新御堂筋の中央分離帯に位置する島式ホーム1面2線を有する高架駅となっている。高架駅ではあるが、線路を含めすべて屋根に覆われている。
江坂方にY形引き上げ線があり、終日に渡り天王寺方面からの折り返し列車が設定されている。日中は半数の列車が折り返す。かつては夜間の留置にのみ使用されていたが、1990年から中津行きを延長する形で日中にも多く運転されるようになった(当初は「国際花と緑の博覧会」期間中のみの予定であったが、好評だったため期間終了後もこの延長運転は続けられ、後に夜間時間帯にも拡大している)。
ホームの江坂方にトレインビュースポットが設置されており、自由に出入りが可能。
西中島南方駅とは駅間距離が僅か700mしか離れておらず、当駅ホームから西中島南方駅ホームやそこに停まっている電車が見える。
JR西日本の駅はICOCA、Osaka Metroの駅はPiTaPaの各IC乗車カードの利用可能エリア内に含まれており、それぞれ相互利用可能なICカードにも対応している。新幹線ではEXサービス(EX予約・スマートEX)で予約を行い、交通系ICカードの登録を行えば利用可能。