小机駅
歴史の項に記述された通り、1968年の新横浜駅 - 当駅間の複線化により、当駅を境に単線区間(原町田方面)と複線区間(東神奈川方面)に分かれ、運転可能な列車の本数が異なっていたことから、当駅 - 東神奈川駅・根岸線間のみ運転の区間列車が多数設定されていた。10年後となる1978年の当駅 - 中山駅間複線化により当駅発着列車は大きく減少し、分割民営化までに当駅止まりの定期列車はなくなったものの(前述の通り当駅始発や臨時列車は存在する)、その名残で横浜線および京浜東北線で走行した103系・205系・209系・E233系電車の行先方向幕には、「小机」および「快速小机」が登録されている。
隣の鴨居駅との間の距離は3.1 kmで、1997年4月に八王子みなみ野駅が開業してからは、横浜線の中で最も長い区間となった。
単式ホーム1面1線と島式ホーム1面2線、計2面3線のホームを有する地上駅で、ホームの上空から南口にかけて橋上駅舎が設けられている。かつては木造平屋建ての駅舎を使用していた。これは1923年(大正12年)9月1日の関東大震災で倒壊した駅舎の代わりとして1925年(大正14年)2月19日に建てられたもので、1番線のある単式ホームの脇、南口に当たる場所に設けられていた。当時単式ホームから島式ホームへは、ホームの東神奈川方にある1本の跨線橋で結ばれていた。また、駅の北から当駅の構内に行くには、駅から離れた踏切を渡らねばならなかった。跨線橋にエスカレーターなどはなく階段のみであったが、駅の南側と単式ホームの間には段差がなかった。1998年(平成10年)10月から橋上駅舎の使用が開始されたため、この木造駅舎および跨線橋は撤去された。
南側から見て南口、1番線(単式ホーム)、2・3番線(島式ホーム)、北口の順に並んでおり、北口は駅舎から跨線橋が延びる。
かつては貨物列車の取扱駅だったこともあり、現在でも貨物側線などが現役のまま残されている。3番線と北口の間に存在する側線(電留線1・2)と引上線は、営業運転に使用される電車の留置(夜間停泊)などに使用するほか、母屋(1番線)側八王子寄りに残る旧貨物ホーム付近は保線車両の留置に使われることがある。
直営駅(駅長配置)で、管理駅として新横浜駅を管理している。お客さまサポートコールシステムが導入されており、早朝は遠隔対応のため改札係員は不在となる。JRの特定都区市内制度における「横浜市内」の駅である。