타카하타후도역과 타마도부츠코엔역을 잇는 케이오 전철 케이오선의 지선이다. 모든 역이 도쿄도 히노시내에 위치해 있다. 노선 기호는 본선과 똑같은 KO.

4량 편성의 7000계가 동물원선 구간만을 반복하며, 출퇴근 시간대에 시간당 4편성, 이외에 시간은 3편성이 운행한다. 형태가 지선이기 때문에, 모든 열차는 보통, 구간반복, 1인 승무(원맨운전)이다.

1960년에 개장한 도쿄 타마동물공원의 접근성 향상을 위하여 케이오 전철이 새로이 개업한 노선이다. 당시에 혼다 소유의 스포츠 센터와 타마 테크, 그리고 메이세이 대학의 캠퍼스도 개교했기 때문에 이용객이 날로 증가해졌다. 하지만 2009년 타마 도시 모노레일이라는 경쟁자의 등장과 타마 테크가 폐원하자 수요가 감소하여 현재의 형태로 이르고 있다.