愛知環状鉄道線
車種は特記がなければ電車。JR中央線直通列車はすべてJR東海神領車両区所属の車両。特記がなければ列車の編成は2両または4両である。土休日は大半の列車が2両編成となる(イベント時は4両に増結もしくは北野桝塚駅で2両の列車から4両の列車に交換することがある)。愛環線内ではワンマン運転は行わない。豊田スタジアムでのイベントや豊田おいでんまつりなど、混雑が見込まれる時はJR東海の車両が線内運用の普通列車に充てられることがある。JR中央線直通列車は8両編成である。
自社車両 2000系
乗り入れ車両 211系5000番台 315系
一方、残る岡多線の区間(瀬戸 - 多治見間)はその大環状線から外れる形となっており、着工されないまま、「岡多・瀬戸線」の第三セクター転換問題が浮上する以前の1979年(昭和54年)6月に建設が凍結され、未成線に終わっている。線路等級に着目しても、現在の愛知環状鉄道線として開業した区間を含む「岡多・瀬戸線」(岡崎 - 瀬戸 - 稲沢間)は高規格な「甲線」(複線・電化)として、未成線に終わった岡多線の瀬戸以北(多治見方面)はより規格の低い「丙線」(単線・非電化)として、それぞれ計画されていた。
当路線は輸送需要が未成熟だったことから単線で開業したが、もともと全線複線化に対応できる構造で建設されており、路盤は複線で施工されている。単線区間では、線路の東側にもう1線分の用地があらかじめ確保されており、トンネルなどもそれに準じた規格で造られている。しかし愛環発足から10年以上経過してから新設された貝津駅・愛環梅坪駅に関してはプラットホームが1面1線の片面ホームで造られているため、複線化の際には線路の増設に加えてもう1つホームを新設し、2面2線の相対式ホームとする必要がある(後節も参照)。また、愛環発足時に新設された大門駅に至っては複線化用路盤上にホームが設置されているため、同駅周辺の複線化は容易ではない。また普段使われていない東側の用地は、橋の更新工事などを行う際の仮線を敷く際に利用されることがある。
愛環梅坪駅付近では複線路盤のうち西側のみに単線の線路(スラブ軌道)が敷設され、その線路に面して1面1線の片面ホームがある。線路に隣接しているのが複線化用の路盤で、複線化の際には路盤上への線路敷設に加え、新たにホームを増設して2面2線の相対式ホームとなる。
沿線のトヨタ自動車がマイカー通勤から公共交通機関利用に転換を進めていることに対応し、国・県・沿線市・民間からの支援を受け、同社本社の最寄り駅である三河豊田駅 - 新豊田駅間を複線化して同駅間にシャトル列車を運行する計画が立てられた。同区間の工事は2005年(平成17年)4月から着手され、三河豊田駅の配線改良、新上挙母駅の全面改良(下り線路盤上に設置されていた旧ホームの撤去・上下線新ホームの設置など)、新豊田駅の高蔵寺方に留置線を設置するなどの工事を行った。2008年(平成20年)1月27日始発列車から複線運転が開始された。同3月15日ダイヤ改正より朝通勤時間帯にシャトル列車が設定され、この区間で既存列車と合わせて約8分間隔で列車が運行されるようになった。