JR 홋카이도의 지방교통선 중 하나로, 홋카이도 아사히카와시의 신아사히카와역과 아바시리시의 아바시리역을 잇는다. 기점은 신아사히카와역이지만 모든 열차가 소야 본선을 따라 아사히카와역까지 가며, 노선의 종점인 아바시리역은 일본 최북단의 환승역이다.

1922년 신아사히카와-아이베츠 간의 세키호쿠선(石北線)이 처음 개업하였으며, 1927년에 세키호쿠사이선(石北西線)으로 이름을 바꾼다. 그 후 아래와 같이 여러 노선이 개통되었다가 1932년에 세키호쿠선(石北線)으로 합쳐진다.

1949년 시행된 일본국유철도법에 따라 일본국유철도 소속이 되었으며, 1961년에 세키호쿠선과 아바시리 본선을 합쳐 세키호쿠 본선이 되었다. 1987년 4월 1일 국철분할민영화에 따라 JR 홋카이도로 이관되었다. 1992년부터 보통열차의 1인승무가 시작되었고 2007년에는 역번호가 도입되었다.

지역수송 열차는 주로 아사히카와-카미카와, 카미카와·시라타키-엔가루, 엔가루·루베시베-키타미-아바시리 등으로 크게 운행계통이 나뉜다. 특급 오호츠크, 타이세츠[2] 및 관광시즌의 리조트열차 등이 운행중이며, 농산물을 수송하는 화물열차도 다니고 있다. 특쾌 키타미가 아사히카와-키타미 구간을 하루에 왕복 1회 운행중이다.

이전에는 나요로 본선(名寄本線)이라 하는 철도선이 나요로역부터 엔가루역까지 연결되어 영업했었다. 길이는 약 143km. 그러나 승객이 별로 없는 탓에 수익성이 악화된 탓인지 1987년에는 화물영업이 폐지되고, 1989년에는 폐선되어 역사속으로 사라진 철도선이 되었다. 현재는 대체 버스를 운행중. 그러나 나요로 본선의 흔적은 지금도 찾아 볼 수 있는데, 가장 대표적인 것이 엔가루역의 독특한 구조로, 주변에 특이한 지형적 장애물이 없음에도 불구하고 나한정역과 굉장히 유사하게 스위치백과 비슷한 구조로 되어있다. 이는 현재는 폐선되어 사라진 나요로 본선이 반대쪽 방향으로 뻗어나가는 형태였기 때문. 나요로 본선이 폐지된 탓에, 반대쪽 철도가 뜯어내져, 스위치백과 매우 유사한 모습이 된 것이다. 이런 탓에 엔가루역을 지나가는 모든 열차는 이곳에서 방향을 변경한다. 또한 부설이래 선형 개량을 전혀 하지 않아 선형이 매우 좋지 않으며, 이때문에 본선임에도 최고속도가 95km/h밖에 되지 않는다. 이마저도 기상상황이 좋지 않으면 최고속도는 기대하기 힘들다.

청춘 18 티켓이나 홋카이도&동일본 패스 유저들에게 극악의 노선 중 하나로 꼽힌다. 노선 전체적으로 패스 이용 가능한 열차가[3] 하루 4~5왕복 정도 다니는 구간이 대부분이며 특히 카미카와-시라타키 구간은 하루 2왕복(...)이라는 답이 없는 운행횟수를 자랑한다. 덕분에 카미카와역 앞의 딱 하나 있는 호텔은 청춘티켓 시즌만 되면 북적인다고....[4]

카미카와역 부터 시라타키역 까지의 거리는 37.3km이며, 이는 세이칸 터널 구간을 제외하면 역간 거리가 가장 긴 구간에 해당된다.