京王井の頭線
京王線や京王相模原線と並ぶ京王電鉄の主要路線である。東京の副都心である渋谷と、多摩地域でも有数の繁華街である吉祥寺の間を、途中下北沢駅で小田急小田原線、明大前駅で京王線と接続しながら短絡している。当路線の渋谷駅は渋谷マークシティと直結している。山手線に接続する大手私鉄の主要路線の中では珍しく、西武新宿線や東急池上線とともに地下鉄との直通運転を行なっていない。全線が武蔵野台地上を走り、渋谷から吉祥寺までほぼ上り片勾配である。踏切は多いが、主要な道路とは敷設時から立体交差になっており、環状八号線と交差する高井戸駅は1972年に高架駅となっている。駅間距離が非常に短く、隣の駅までが1キロメートル未満(平均駅間距離0.8km)であることがほとんどで、隣の駅がホームの端から見える駅も少なくない。路線距離は短いが、平日朝のラッシュ時間帯を除いて急行運転が行なわれている。
また、関東の私鉄の中で最初に冷房率100%を達成した路線でもある。
軌間に1372mmのいわゆる馬車軌間を採用する他の京王電鉄の路線(京王線系統)とは異なり、井の頭線では1067mmの狭軌を採用している。これはもともと、井の頭線が小田急電鉄系の帝都電鉄の路線として開業したためである。
トンネルは渋谷駅隣の神泉駅の前後に1つずつあり、吉祥寺寄りの神泉トンネルには駅のホームが延びている。戦時中から戦後しばらくは小田急小田原線と代田連絡線を介して繋がっていたが、同連絡線の廃止後は他路線と線路が繋がっておらず、独立した路線となっている。