東急電鐵是經營9條路線的鐵道營運公司。其中相當特殊的是連接三軒茶屋站與下高井戶站的世田谷線。與其他8條路線不同，法律上它屬於「軌道」，也就是路面電車的一種。
現今的東急電鐵路網是由多家公司合併而成。世田谷線原本也是由名為玉川電氣鐵道的公司所興建的路線之一。
玉川電氣鐵道曾經營澀谷～玉川（現：二子玉川）間的玉川線，以及玉川～砧間的砧線、澀谷～天現寺橋間的天現寺橋線等路線。這些路線均以路面電車方式開業，車輛與玉川線使用相同規格。現在的世田谷線最初作為支線的下高井戶線於1925年開業。1938年玉川電氣鐵道被東京橫濱電鐵（1942年改名為東京急行電鐵）吸收合併後，路線仍然沿用下來。
在從玉川電氣鐵道繼承的路線中，玉川線自1940年代起多次提出建設高架線等專用軌道的計畫。再者，1956年國家都市交通審議會提出的第1號答申中觸及地下鐵與郊外路線的直通運轉，作為其中一環，開始了將營團地下鐵（現：東京メトロ）銀座線與玉川線直通運轉的計畫。計畫原是要將玉川線高架化並與銀座線連接，玉川電氣鐵道時代的路面電車玉川線預計被此新設線所取代。
最終銀座線的直通案改為與半藏門線直通，原本預定趕在1964年東京奧運前完工的計畫大幅延遲，但取代玉川線的新玉川線（即現在的田園都市線澀谷～二子玉川區間）於1977年開業。該線開業前，玉川線已於1969年廢止。由玉川電氣鐵道繼承的路網最終只剩下下高井戶線。
下高井戶線在玉川線廢止時改名為世田谷線，重新出發。根據《東急100年史》，世田谷線之所以未被廢止，是因為新玉川線區間上方的首都高速3號線（1971年全線通車）施工並未影響到它，且全線為「專用軌道」，不受汽車影響。
一般人對路面電車的印象多為行駛在道路上的「併用軌道」，但也存在像一般鐵路一樣擁有獨立軌道用地的「專用軌道」。玉川線多數為併用軌道，當時汽車激增，導致準點運行困難。然而，全線採用專用軌道的世田谷線不受此困擾，因此至今仍作為東急唯一的軌道線存續。
世田谷線剛獨立時曾使用在玉川線也有運用的路面電車風格車輛，但在1999年至2001年間新製投入300系，舊型車全數被置換。作為東急唯一保留下來的軌道線，世田谷線即使開業已逾100年，仍被在地居民作為重要的交通工具而深受喜愛。
