概要
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したのに伴い、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し、総延長121.9kmになった。それまでの肥薩おれんじ鉄道（116.9km）を抜いて第三セクター鉄道の単一路線としては最長となっていたが、2019年3月23日に三陸鉄道リアス線（163.0km）の開業によりその座を譲ることとなった。
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。
車両
自社車両
乗入れ車両
IGRいわて銀河鉄道：IGR7000系 JRの701系と同型。
なお、過去にはJRのキハ40系も乗り入れていたが、2018年3月で廃止された。
余談
青い森鉄道が営業運転する目時～青森間は全区間青森県が第三種鉄道事業者として保有しており、青い森鉄道は第二種鉄道事業者として営業する上下分離方式を採用している（同区間はJR貨物も第二種鉄道事業者である）。
第三セクター鉄道で唯一日本民営鉄道協会に加盟している。
交流電化の新幹線並行転換路線が気動車化により安逸なイニシャルコストダウンを図ろうとして失敗したのに対し、青い森鉄道は思い切って「イニシャルコストは高いが、ランニングコストは安い」交流電車の新製投入を決断、ダイヤカットによる利便性の向上と赤字圧縮に成功している。
