博多南線
開業以来、基本的には一貫して山陽新幹線専用の短編成の車両・編成が使用されている。ただし、2011年3月12日に九州新幹線が全通して以降、ごく一部の列車には山陽・九州新幹線直通用のN700系(JR九州所属車を含む)も使用されている。車両の配置区所はJR西日本博多総合車両所であるが、N700系のうちJR九州所属の車両の配置区所はJR九州熊本総合車両所である。
博多南線内では開業当初から全車両禁煙(喫煙ルームを含む)となっている。
過去には4両編成や6両編成があったが0系や100系の4両編成および6両編成の引退により、現在は使用される全車両が8両編成に統一されている。博多南駅のホーム有効長が8両分しかないため16両編成は使用されない。このため東海旅客鉄道(JR東海)所属車両が使用されることはない。また九州新幹線専用である800系も過去を含め使用されたことはない。
0系 - 本路線の開業当初から2008年まで使用されていた車両。当初は6両編成のR編成のみであったが、1997年3月からは4両編成のQ編成も導入された。Q編成は2001年9月30日、R編成は2008年11月30日限りで定期運用から離脱した。
100系 - 0系の代替として旧「グランドひかり」用の100系V編成を短編成化したもの。4両編成のP編成は2000年10月から、6両編成のK編成は2002年2月から使用開始。P編成は2011年3月11日限りで、K編成は2012年3月14日限りで定期運用離脱。P編成が運用離脱したことで4両編成が消滅したのちK編成の運用離脱により6両編成が消滅し、全列車が8両編成に統一された。