北仙台駅
JR東日本の仙山線(北緯38度16分54秒 東経140度52分9.1秒 / 北緯38.28167度 東経140.869194度 / 38.28167; 140.869194 (JR仙山線・北仙台駅))と、仙台市交通局の仙台市地下鉄南北線(北緯38度16分56秒 東経140度52分6.5秒 / 北緯38.28222度 東経140.868472度 / 38.28222; 140.868472 (仙台市地下鉄南北線・北仙台駅))が乗り入れ、接続駅となっている。仙台市地下鉄の駅は仙台市営バスとの乗り継ぎ指定駅であった。
過去には仙台鉄道および仙台市電も乗り入れていたが、これらの路線は既に廃止されている。
■仙山線 □快速・■普通 東照宮駅 - 北仙台駅 - 北山駅
島式ホーム1面2線を有する地上駅で、2番線を本線とする1線スルー構造である。ホーム・コンコースともに1階にある地上駅であるが、線路が盛土の上に設置されているため、線路とホームは駅舎よりも高い位置に所在する。木造駅舎を有する。
改札は駅南側の駅舎に1箇所のみ設置されており、出入口も南側のみとなっている。トイレは改札内に設置されており、車椅子用トイレも併設されている。改札外からは原則として利用できない。駅舎は1929年(昭和4年)に完成した開業以来の木造駅舎である。
仙台地区センターが管理し、JR東日本東北総合サービスが受託する業務委託駅(北仙台ブロック長を配置)。国鉄末期に仙台駅管理下となったのち、2003年11月から2017年5月までは管理駅として、末期は東照宮駅および北山駅・東北福祉大前駅の3駅を管理下に置いていた。
みどりの窓口、自動改札機および自動券売機、指定席券売機を設置している。
JRの特定都区市内制度における「仙台市内」の駅である。