もともとは南初音駅と初音大師駅の2駅を結ぶ非電化の単線であった初音大師線が始まりである。電化とともに南初音駅〜初音大師駅は高架化、複線化された。さらにその後は初音空港開業とともに初音空港駅まで延伸し、初音空港線となった。 空港直結路線として普段から乗客は多いが、正月の時期になると空港の帰省ラッシュや初音大師の参拝客で大混雑する。 初音空港線内のみで運行する列車はなく、全ての列車が初音本線やりんかい線へと乗り入れている。
| 駅名 | 普通 | りんかい快速 | エアポート快速 | 空港特急 | 接続路線 | 備考 |
| 初音 | ● | ● | ● | ● |
初音本線 初音環状線 |
正式には初音空港線駅ではない |
| 南初音 | ● | ● | ● | レ | 初音本線 | |
| 初音大師 | ● | ● | レ | レ | 紅線 | |
| 成層圏口 | ● | ● | レ | レ |
| 初音空港 | ● | ● | ● | ● |
