도쿄도 아키시마시의 하이지마(拝島)역에서부터 아키루노시의 무사시이츠카이치(武蔵五日市)역까지를 잇는 JR 히가시니혼의 간선 철도 노선이다. 1971년까지는 무사시이츠카이치역에서 이와이 지선(岩井支線)이 분기되어, 무사시이와이역(武蔵岩井駅)까지 운행했었지만 지금은 폐선되었다.

기본적으로 이츠카이치선 내에서만 반복하는 열차가 운행된다. 일부 열차가 오메선에 직결하여 타치카와역까지 운행하며, 평일 오전과 주말의 1~2편의 열차가 도쿄역까지 직결 운행한다. 이 때 평일 오전의 도쿄행 열차는 하치코선 코마가와(高麗川)발 4량 편성 열차와 하이지마(拝島)역에서 병결하여 도쿄역까지 10량으로 운행한다.

모든 열차가 E233계 전동차 로 운행된다. 기본적으로 6량 1편성이며, 주말에는 일부 4량 편성이 편성되기도 한다.
반자동도어를 채용하고 있어, 오메선 구간과 이츠카이치선 구간에서는 내릴 때 버튼을 누르고 내려야한다.