木次線
木次駅と宍道駅を結んだ簸上鉄道(ひかみてつどう)によって開業し、のちに鉄道省によって南方に延伸されて芸備線と接続し、芸備線とともに陰陽連絡路線の一つとして機能していた路線である。1950年代から1990年までは広島・松江へ直通する急行「ちどり」などの優等列車が運転されていたが、山陽新幹線の開業と伯備線の電化に伴う旅客の流れの変化に加え、道路整備の進展と自家用車の普及(モータリゼーション)・高速バスの隆盛にも押されて、1990年代以降は陰陽連絡線としての役割は失われた。
JR西日本の他のローカル線と同様に、保守点検の合理化を目的とした25km/h - 30km/hの速度制限箇所が多数あり、軽便鉄道並みの運用となっている。
2013年度(平成25年度)の輸送密度(平均通過人員)は245人/日である。本来ならば1980年代初頭の「第2次特定地方交通線」(輸送密度500人/日以上2000人/日未満)に指定され、廃止対象となる予定であったが、当時「沿線道路が未整備である」として対象から除外された。
中国統括本部直轄(沿線の地域対応は山陰支社が担当)の宍道駅と備後落合駅(沿線の地域対応は広島支社が担当)を除くと、路線の運行と営業は木次鉄道部が、沿線の地域対応は広島県に属する油木駅のみ広島支社が、島根県に属するその他の区間は山陰支社が担当している。
2016年2月4日、米子支社によってラインカラー、路線記号の導入が発表され、同月中より順次導入されている。ラインカラーは「沿線の紅葉の色」をイメージする山吹色(■)、記号は E である。
2018年に三江線が廃止されたため、島根県と広島県を結ぶ唯一の鉄道路線となった。
鉄道省に引き継がれた車両は蒸気機関車5両、客車10両、貨車138両である。
蒸気機関車
1・2 - 1915年に鉄道院より払下げられた120形(121, 123)。2は国有化以前の1926年に加悦鉄道に譲渡された。1の国有化後は120形(121)に復帰。
2(2代目) - 1933年に日本車輌製造で新製した。国有化後は3040形(2代)(3040)。
3 - 1916年に鉄道院より払下げられた5形(5)。国有化前に廃車された。
4 - 1919年に鉄道院より払下げられた1040形(1045)。国有化後は1040形(1045)に復帰。
5・6 - 1923年に日本車輌製造で新製した。国有化後は1260形(1260, 1261)。
客車はすべて木製ボギー客車
ホロハ1・ホロハ2 - 1916年に日本車輌製造で新製した。国有化されコロハ1620、コロハ1621となり1937年に出石鉄道に払下げる。
ホロハ3 - 1924年に日本車輌製造で新製した。国有化されコロハ1622となり1937年に出石鉄道に払下げる。
ホハ5 - 1916年に日本車輌製造で新製した。国有化されコハ2471となり1937年に温泉電軌に払下げる。