東京地下鐵的南北線連接赤羽岩淵站與目黑站；都營地下鐵的三田線則連接西高島平站與目黑站。兩線在目黑站與東急目黑線接續，並實施相互直通運行。
這樣寫會讓人以為南北線與三田線是在目黑站接續，但實際上兩線的軌道接續處是在距目黑站兩站之外的白金高輪站。白金高輪～目黑間是兩條路線共用相同軌道的區間。
實地觀察，白金高輪站與白金台站的兩站，其車站設計與麻布十番站以北的南北線車站相同，彷彿是三田線列車直接駛入南北線一般。但在制度上，白金高輪～目黑間是「既是南北線又是三田線」的區間。
鐵道事業者分為三類：自有軌道等設施並自行運行列車的「第一種鐵道事業者」、租用他社設施來運行列車的「第二種鐵道事業者」、以及自己不運行列車、僅將設施出租給他社的「第三種鐵道事業者」。多數鐵道公司屬於第一種；第二種的代表例為向JR東日本等租借線路運行貨物列車的JR貨物。
此外，這些區分並非對列車行駛的所有區間都適用，例如即使是JR貨物，也擁有如東海道本線吹田貨物ターミナル～大阪貨物ターミナル間等數段貨物專用線，作為經營第一種鐵道事業的路線。
回到南北線與三田線，白金高輪～目黑間由東京地下鐵（東京メトロ）持有設施並自行運行列車，屬於第一種鐵道事業；東京都交通局則租用該區間並運行列車，屬第二種鐵道事業者。
三田線南側原本計劃從三田站向泉岳寺方向延伸，經由東急池上線接入東急田園都市線。然而東急變更計畫後，直通田園都市線的計劃擱置，經過多番波折改為延伸三田～白金高輪（計畫時的站名為「清正公前」）～目黑。白金高輪～目黑間被定為與原先計劃的南北線共用軌道。
因此白金高輪～目黑間雖由東京地下鐵管理設施，但在運營上既是東京地下鐵的路線也是都營地下鐵的路線。因此該區間可使用東京地下鐵單獨車票（如東京メトロ24小時券），或東京都交通局單獨車票（如都營まるごときっぷ、東京都シルバーパス等）。過去在東京地下鐵導入「車站無障礙票價制度」之前，都營地下鐵的票價曾高於東京地下鐵，但該區間都營地下鐵設定的票價與東京地下鐵相同。
此外，與南北線・三田線類似、由不同旅客事業者共用同一軌道的例子還包括：京成電鐵成田SkY ACCESS線與北總鐵道線（京成高砂～印旛日本醫大間）、阪神電氣鐵道與阪急電鐵的神戶高速線（高速神戶～新開地間）、JR西日本與能登鐵道的七尾線（七尾～和倉溫泉間）等。