奥羽本線
旅客輸送
路線名称としては1つであり、かつては寝台特急「あけぼの」、急行「津軽」など、全線通しで運転する列車も存在した。山形新幹線・秋田新幹線が開業し、それに伴い一部区間が標準軌へ改軌されたことにより、従来の1,067mm軌間専用車両で運転される優等列車は、1999年12月4日の山形新幹線新庄駅延伸に伴うダイヤ改正で「こまくさ」が快速列車に格下げ（2002年12月1日ダイヤ改正で廃止）になって以降は秋田駅以北のみの運転となった。普通列車も運行系統としては大きく以下の4つの区間に分かれている。
福島駅 - 新庄駅間
山形新幹線「つばさ」が走行する区間である。板谷峠という難所が途中に存在する。新幹線からの直通列車を走らせるために標準軌へ改軌されている都合上、この区間を走行する車両を新庄駅以北で運転することは不可能になっている。また、この区間の在来線普通列車は「山形線」の愛称が付けられ、奥羽本線の他区間と区別されている。運行形態は基本的に福島駅 - 庭坂駅・米沢駅間、米沢駅 - 山形駅間、山形駅 - 新庄駅と3つの区間に分けて運転されている。
新庄駅 - 大曲駅間
山形・秋田県境の山間部および盆地を走る区間で、普通列車や快速列車のみが設定されているが、かつては他区間と同様に昼夜問わず優等列車が運転されていた。新庄駅 - 秋田駅間を直通する普通列車に加え、新庄駅 - 真室川駅間と院内駅・湯沢駅・横手駅 - 秋田駅間の区間列車が設定されており、新庄駅 - 湯沢駅 - 横手駅間は1 - 2時間に1本程度、横手駅 - 大曲駅間は1時間に1本程度運行されている。一部列車はワンマン運転を行っている。山形新幹線の終点である新庄駅と秋田新幹線の途中駅である大曲駅に挟まれた区間であり、両新幹線への乗り継ぎが便利なようにダイヤが組まれている。
貨物輸送
2014年3月改正時点での定期貨物列車は、秋田駅 - 新青森駅 - 青森信号場間、土崎駅 - 秋田港駅間で運行されている。横手駅 - 秋田駅間も事業免許は有しているが、横手オフレールステーション発着のトラック便があるのみで、定期貨物列車の運行はない。
秋田駅 - 新青森駅 - 青森信号場間は、前述のように日本海縦貫線の一部を成しており、貨物輸送が盛んである。当該区間の大半の貨物列車は、EF81形電気機関車やEF510形電気機関車が牽引するコンテナ車で編成された高速貨物列車である。当該区間のコンテナ取り扱い駅は、秋田貨物駅、大館駅、弘前駅である。
土崎駅 - 秋田港駅間は、1日3往復（うち2本は休日運休）の貨物列車が、秋田貨物駅発着で運行される。
新庄駅 - 青森駅間
普通列車には秋田車両センターに所属する701系0・100番台が全区間で使用される。院内駅 - 追分駅間の一部の列車には、719系も運用されている。
このほか、五能線・男鹿線の直通列車、および津軽線への送り込み運用などにキハ40系気動車、男鹿線直通列車にEV-E801系蓄電池電車、五能線直通列車「リゾートしらかみ」にHB-E300系気動車が使用される。
歴史
日本鉄道会社の青森から官営鉄道として奥羽北線、福島から奥羽南線として建設が開始され、1905年に全線が開業した。
福島駅 - 新庄駅間
ここでは駅名および主要な駅のキロ程のみ記載する。接続路線などの詳細は「山形線#駅一覧」を参照。また山形新幹線「つばさ」の停車駅は「山形新幹線」および「つばさ (列車)」を参照。
( ) 内は起点からの営業キロ
福島駅 (0.0km) - 笹木野駅 - 庭坂駅 - 赤岩駅（休止中） - 板谷駅 - 峠駅 - 大沢駅 - 関根駅 - 米沢駅 (40.1km) - 置賜駅 - 高畠駅 - 赤湯駅 (56.1km) - （北赤湯信号場） - 中川駅 - 羽前中山駅 - かみのやま温泉駅 - 茂吉記念館前駅 - 蔵王駅 - 山形駅 (87.1km) - 北山形駅 - 羽前千歳駅 (91.9km) - 南出羽駅 - 漆山駅 - 高擶駅 - 天童南駅 - 天童駅 - 乱川駅 - 神町駅 - さくらんぼ東根駅 - 東根駅 - 村山駅 (113.5km) - 袖崎駅 - 大石田駅 - 北大石田駅 - 芦沢駅 - 舟形駅 - 新庄駅 (148.6km)