三軒茶屋駅
昭和女子大学 - 2013年4月より、田園都市線の駅名標の下部に、施設案内看板が掲出されている。 人見記念講堂
日本大学三軒茶屋キャンパス(危機管理学部、スポーツ科学部)
世田谷学園中学校・高等学校
世田谷区立三軒茶屋小学校
新玉川線計画の段階から、首都高速道路3号渋谷線および国道246号の陸橋の基礎および地下道と一体構造で設計され建設されている。このうち、地下道部分は1971年(昭和46年)12月に完成し、鉄道開業に先行して使用開始された。
2005年(平成17年)10月上旬から2007年(平成19年)3月下旬まで、階段増設などの地下駅火災対策施設整備工事や二子玉川寄りの新改札口(現・西改札)の設置およびエレベーター新設などの駅改良工事が施工された。新改札口予定地の場所に元々存在していたテコプラザは移転し、世田谷通り口の進入方向がパティオ側からに制限された。
頭端式ホーム2面1線を有する地上駅。1線の線路の両側に乗車ホーム・降車ホームがそれぞれ設置されている。降車ホーム側には改札がなく、通路としても利用されている。
玉川線の廃止後、キャロットタワーの建設などを含む当駅付近の再開発までは、三軒茶屋交差点手前(現在の三茶パティオに至る連絡通路の位置)に頭端式ホーム2面1線を有していたが、再開発により西太子堂寄りへ移転・新築され、キャロットタワーの1階部分に設置されている。このような経緯から当駅には0キロポストがなく、0.2 km より始まっている。
降車ホームの西太子堂寄りに車椅子を利用する乗客のために、スロープが設置されている。