2002年12月1日にJR東日本東北新幹線盛岡駅（岩手県盛岡市）～八戸駅（青森県八戸市）間の延伸開業と同時に、その並行在来線として経営分離された東北本線の同区間中ほぼ青森県内にあたる目時駅（青森県三戸郡三戸町）～八戸駅間の25.9km（営業キロ）の区間を継承した第三セクター鉄道会社。
2010年12月4日に東北新幹線が新青森駅まで延伸され全線開業するのに伴い、東北本線の八戸駅～青森駅（青森県青森市）間の96.0kmについても青い森鉄道が継承することになっている。
目時駅以南は同じく第三セクターのIGRいわて銀河鉄道が継承し、両社間で相互直通運転を行っている。
