多摩都市モノレール線
ほとんどの列車が多摩センター駅-上北台駅間の運転であり、平日ダイヤでは朝ラッシュ時は6-8分間隔、日中は10分間隔、夕方はおおむね8分間隔、夜間-深夜は10-15分間隔となっている。また、休日ダイヤは朝-夕方は9分間隔、夜間-深夜は10-15分間隔となっている。
区間運転は早朝時間帯に高松駅発多摩センター駅行きおよび高幡不動駅発上北台駅行き、朝ラッシュ後に多摩センター駅発高松駅行き、深夜帯に多摩センター駅発立川北駅行きがある。また、中央大学、明星大学、帝京大学の開校日の平日朝に、上北台駅または立川北駅 - 多摩センター駅間で2往復が運行されるほか、沿線でのイベント時に臨時列車の設定および定期列車の時刻変更が行われることがある。
高松駅の始発と終着は2009年6月1日のダイヤ改正で新設された。高幡不動駅の始発は2019年3月23日のダイヤ改正で新設された。
2019年3月23日に開業以来初めて全面的なダイヤ改正を行い、始発時間の繰り上げ、終電時間の繰り下げ、通勤・通学時間帯の運転間隔の調整、土休日の運転間隔の10分から9分への短縮による運転本数の増加が行われた。
2022年3月12日実施のダイヤ改正では、東芝グループが開発した輸送計画最適化AI(人工知能)を導入して列車ダイヤ・車両運用の効率化やコスト削減を図っている。
多摩都市モノレール線は、多摩地域の中央部を南北に縦断するモノレールであり、西武鉄道拝島線や、JR東日本の中央線、京王電鉄の京王線、相模原線、小田急電鉄多摩線といった東西に走る各鉄道路線との乗換駅(「駅一覧」参照)を結び、東京都区部などとの連絡輸送を担っている。多摩都市モノレール線や接続する鉄道が事故等で遅延・運休した際は、代替経路として相互に振替輸送に利用される。
1998年(平成10年)11月27日に上北台駅 - 立川北駅間が先行開業し、2000年(平成12年)1月10日に立川北駅 - 多摩センター駅が延伸開業した。
多摩都市モノレール線の開業によって、多摩地域の鉄道空白地帯は大きく減じることとなったが北多摩や南多摩地域に多く残っており、さらなる延伸も計画・構想されている。
一日平均乗客数は、2001年度の7万9815人から、2017年度には過去最多の14万2498人へ増加した。
立川北駅を発車すると大きくS字カーブを描き、直下にJR東日本の中央線・青梅線・南武線立川駅が見える。周辺は建設予定地のデパートも取り壊して大規模に開発された。東京都道149号立川日野線上にある立川南駅を発車すると、目立つ商業施設は消えて再び住宅街を望む。間もなく東京都道29号立川青梅線(奥多摩街道)と交差すると柴崎体育館駅に到着する。坂を下り新奥多摩街道と交差すると、立日橋で多摩川を渡り日野市へ入る。立日橋を渡り終えると左方向へ大きくカーブして東京都道149号立川日野線と分かれて南東を向き、東京都道256号八王子国立線(甲州街道)と交差し、甲州街道駅に到着する。同駅を発車すると中央自動車道を乗り越えて高幡不動尊の五重塔もよく見える。右カーブを描いて南を向くと万願寺駅に到着する。駅構内には新撰組ゆかりの地として、隊士が描かれた顔ハメ看板の写真撮影スポットが設置されている。万願寺駅を発車すると国道20号の甲州街道日野バイパスと交差する。緩いカーブを描きながら南西を向き、浅川を渡り、間もなく高幡不動駅に到着する。ここから右手に京王線の高幡不動駅、左手に京王電鉄の高幡不動検車区が見渡せる。
中央自動車道を乗り越える
立日橋