수서역은 수서 평택 고속선의 시 종착역으로서 2016년 12월 9일에 수서 평택 고속선 개통과 함께 영업을 개시하였으며, ㈜에스알(SR)에서 운영 중이다. 향후 2024년에 준공 예정인 수도권 광역 급행 철도(首都圈廣域急行鐵道) A(GTX-A) 노선이 정차하는 지티엑스(GTX) 수서역과 환승 통로로 연결될 예정이며, 2030년을 개통 목표로 추진 중인 수서~광주선(2023년 2월에 기본 계획이 고시(告示)) 건설 사업에 의해 통합 역사로 규모가 확대될 예정이다.
수서역에서는 지하철 3호선과 수인분당선이 직접 연결되어 역에서 지하철로 바로 환승이 가능하다. 또한 지하철 2·5·8호선, 신분당선(新盆唐線)은 물론 동부 간선 도로(東部幹線道路)에 인접해 있기도 하다. 수서역사는 지상 3층 지하 2층으로 건축되었다. 지하 1층, 지하 2층에 각각 맞이방이 자리 잡고 있으며, 맞이방에는 안내 키오스크, 무인 휴대 전화 충전함, 물품 보관함, 대기 의자 등이 갖춰져 있다. 지하 1층에는 매표 창구와 수유실, 고객 건강 라운지 등이 자리 잡고 있으며, 지하 2층에서는 서울 지하철 3호선 및 수인분당선 수서역과 환승 통로로 연결된다. 승강장이 같은 층에 연결되어 있어 계단이나 에스컬레이터 이용 없이 열차 탑승이 가능한 구조이다. 승강장은 저상 홈을 사용하며 3홈 6선으로 구성되어 있다. 향후 이엠유(EMU)-250 열차가 운행될 수서 광주선은 3홈 6선 규모의 고상 홈 설치를 계획하고 있다. 수서역 서측에는 596면 규모의 공영 주차장이 위치하여 승용차를 이용한 환승객이 이용할 수 있다.
수서역사의 지붕은 너른 수서 들판 위를 나는 전통 연의 모습을 하고 있다. 역사 앞 광장은 이용자들의 편의성을 높이고 동시에 세계로 나아가는 철도의 미래를 표현하고자 하였다. 역사 전면에는 대모산(大母山)의 풍경이 투영 반사되는 커튼 월을 설치하여 외부로부터 소음과 열은 차단하면서도 빛과 풍경을 담아내고자 하였다.
수서역은 경부 축(부산역행, 상‧하행 각각 평일 35회, 주말 40회), 호남 축(목포역행, 상‧하행 각 20회) 에스알티(SRT) 고속 열차의 출발‧종착역이며, 하루 1회 동탄에서 수서로의 출근 열차도 운행되고 있다. 2023년 9월 1일부터는 운행 노선을 확대하여 전라선(全羅線)(여수엑스포역행), 경전선(慶全線)(진주역행), 동해선(東海線) (포항역행)에 대하여 상‧하행 각 2회씩 운행을 시작하여 총 5개 노선의 출발역이 되었다. 향후 수서 광주선이 개통되면 경강선(京江線)과 연계하여 강릉역, 중앙선(中央線)과 연계하여 부전역, 중부‧남부 내륙선과 연계하여 거제역으로 출발하는 케이티엑스(KTX)-이음 열차의 시발역이 될 예정이다. 2022년을 기준으로 여객 이용객 수는 총 1520만 4695명이며 이 중 승차 인원은 756만 1348명, 하차 인원은 764만 3347명이었다.