山手線五反田から京浜東北線の蒲田までを結ぶ10.9kmの短い路線です。駅間も短く、古くからの住宅地を走るのどかな路線となっています。五反田では都営浅草線、旗の台で東急大井町線、蒲田で東急多摩川線に接続します。五反田は山手線の駅の西側上方に位置し、乗り換え改札が設けられています。１面２線、３連対応の短いホームがカーブを描いて設置されています。ホームドアも備えられており、ワンマン運転を行っています。途中駅は基本的に２面２線の配線で、各駅停車のみの運転です。
　蒲田は５面４線の頭端式ホームで、東側１・２番線が池上線、西側３・４番線が多摩川線のホームになっている他、２番線は両線から入線できる構造になっており、池上線からやってきて多摩川線方面に発車するような運用も組まれています。京浜急行の京急蒲田駅とは少々離れた位置にあり、乗り換えは徒歩連絡になります。