神戸市営地下鉄は、山手線（新神戸〜名谷間13.3km）、西神線（名谷〜西神中央間9.4km）、海岸線（三宮・花時計前〜新長田間7.9km）の３路線がある地下鉄です。高速運転を可能にするために第三軌条方式は採用していません。山手線・西神線は別路線となっていますが、ラッシュ時及び早朝・深夜の名谷行きを除く全ての列車が通しで運転されています。

　また、神戸市営地下鉄は新神戸〜谷上間の北神急行電鉄にも乗り入れています。そのため山手線・西神線の運転形態は、ラッシュ時・早朝・深夜を除いて新神戸〜西神中央と谷上〜西神中央の２通りがあります。名谷に検車区があり乗降客も多いため、ラッシュ時には名谷折り返しが３分の１程度運転されています。

　阪神・淡路大震災以前は、新神戸〜西神中央間に三宮、新長田、名谷の３駅のみに停車する快速が３０分毎で走っていましたが、待避駅が名谷にしかないということもあり、震災後は廃止されてしまいました。現在昼間時は普通のみ１時間に８本がほぼ等間隔で走っています。

　山手線は妙法寺駅と名谷駅を除いて全線地下ですが、三宮駅・県庁前駅は地下２段になっていて、上（地下１階）が新神戸方面行きとなっています。

　新神戸はホーム２面３線になっていて、３番線が折り返し用のホームです。三宮、県庁前は前述の通り上下２段式になっています。三宮は阪神・阪急・ＪＲ神戸線の乗換駅ですが、ＪＲだけ駅名は「三ノ宮」となっています。

　大倉山、湊川公園、上沢はすべて島式ホーム１面２線となっています。このうち湊川公園は神戸電鉄湊川駅との乗換駅です。次の長田（長田神社前）は相対式ホーム２面２線で、神戸高速鉄道高速長田駅との乗換駅です。

　新長田は島式ホーム１面２線であり、ＪＲと接続しています。また板宿方向の出口には地下鉄海岸線との連絡通路があります。板宿も島式ホームですが、駅イメージテーマが「木」ということもありトンネルの壁が木目調になっています。山陽電鉄板宿駅と連絡しています。次の妙法寺駅は地上駅で相対式ホーム２面２線です。その後また地下に潜り、名谷駅に到着します。

　名谷は地上駅でホーム２面４線となっています。通し運転の列車は１・４番線に停車するので、駅進入時に45km/hまで減速します。

　西神線は主に高架線を走りますが、山越えのトンネルも多くあります。西神中央を除いて地上もしくは高架駅です。

　名谷を出ると、検車区への出入庫線を越えるために西神中央行きが先に高架になり、両方とも高架になったところで山陽新幹線をまたぎます。総合運動公園駅はヤフーＢＢスタジアム（元グリーンスタジアム神戸）やユニバー記念競技場への最寄り駅となっており、通常の島式ホーム１面２線に多客時用降車ホームを加えた３面２線です。次の学園都市駅は数多くの学校の最寄り駅となっており、名谷方のシーサスクロッシングポイントを使って折り返し運転が行なわれたこともあります。

　伊川谷駅は高架駅で、相対式ホーム２面２線です。次の西神南駅は後からつくられた島式ホーム１面２線の駅で、開業当初はホームの用地があるだけでした。西神中央手前で地下に潜ります。

　西神中央は２面３線で、通常折り返しは２番線と３番線を使用します。ラッシュ時には１番線も使用されますが、名谷方から直接１番線に進入することは出来ないので、２・３番線から進入した後、奥のポイントを使って１番線に入線します。名谷と線路配置が似ており、さらに延伸することを考えた構造になっています。

　海岸線は平成１３年に開通した路線で、運転形態は朝の１本の三宮・花時計前発御崎公園行きを除いて三宮・花時計前〜新長田となっています。御崎公園駅を除いて全て島式ホーム１面２線です。御崎公園駅は島式ホーム２面３線で中線が折り返し線になっています。