概要
京都駅（京都市下京区）から幡生駅（山口県下関市）までを中国地方の日本海側（山陰地方）を経由して結ぶ。営業キロにして673.8km。2010年現在、JRの路線中最長である。
途中の長門市駅（山口県長門市）から仙崎駅（同市）までの支線（営業キロ2.2km）があり、こちらは仙崎支線・仙崎線と通称される。
京都駅から園部駅まではアーバンネットワーク・大阪近郊区間内に含まれ、嵯峨野線の愛称が付与されている。
全線を通して走行する列車はなく、沿線各都市間を結ぶ列車や山陽本線・山陽新幹線と接続する陰陽連絡路線（播但線・智頭急行・伯備線・山口線など）からの直通列車が主体となっている。
かつてはディーゼル機関車（DD51など）が牽引する客車による長距離普通列車が多く運行されていた。2010年現在も電化・複線化はさほど進んでおらず、「偉大なるローカル線」とも称されることがある。…「國鐵廣島」とどっちがマシかは謎。
途中の鎧駅～餘部駅間には優美なトレッスル橋梁として知られる「余部橋りょう」があったが、強風による列車運休や遅れの原因となったことや老朽化のため2010年7月16日をもって供用を終了した。隣接して新橋梁が建設されており、同年8月12日より供用開始予定である。