경북선은 경상북도 북부지방 교통망의 축이 되는 것으로, 경부선의 분기점인 김천시에서 중앙선의 분기점인 영주시를 연결하는 길이 115.2㎞의 단선철도이다. 여객수요가 매우 적어 폐쇄된 역이 많은 특징이 있다.
1924년 10월 1일김천∼상주 사이 36㎞의 조선철도회사선이 개통된 것을 시작으로 하여, 같은 해 12월 25일에 상주∼점촌 사이 23.8㎞가 개통되었고, 이어 1928년 11월 1일에는 점촌∼예천 사이 25.5㎞가 완공되어 영업을 개시하였다.
3년 뒤인 1931년 10월 15일에는 예천∼안동 사이 32.8㎞가 개통되어 총 연장이 118.1㎞에 이르렀다. 1940년에 조선철도회사로부터 경북선 철도를 매수한 일본은 전쟁 말기의 군수 물자 조달에 쫓겨 1943년에서 1944년까지 점촌∼안동 사이의 58.3㎞를 철거하였다. 1962년 5월 10일 혁명정부에서는 점촌으로부터의 구 노선을 바꾸어 점촌·예천·영주를 이어 중앙선과 연결되는 복구공사를 실시하였다.
1966년 1월 27일점촌∼예천 사이 28.9㎞가 개통되었고, 이어 같은 해 10월 10일에는 예천∼영주 사이 29.7㎞가 완공되어 11월 9일 영업을 개시함으로써 경부선과 중앙선이 경북선을 통해 연결되게 되었다.
이리하여, 경북선은 1980년대까지만 해도 고속도로망과 근대 공업 발달이 뒤쳐진 경상북도 북부지방의 생활권 형성과 물자의 집산에 핵심적 구실을 수행하였다. 그러나 1990년대 이후부터는 탄광산업의 쇠퇴와 더불어 자가용 보급이 보편화하고 고속도로가 주변을 연계해줌에 따라 경북선의 기능이 점진적으로 쇠약해져가고 있다.
그동안의 역사 이전과 노선 수정 등으로 기종점 사이에 24개의 역에 115.2㎞의 운행 거리를 가지게 되었으며, 특히 김천과 영주는 중요한 교통 중심지로서 한몫을 담당하게 되었다. 그러나 여객의 수가 감소함에 따라 2009년 현재 14개의 역이 폐역되었으며, 기차가 정차하는 역은 10개에 불과하다.
2008년에 경북선을 이용한 여객은 24만 3,927명이며, 모두 무궁화호 이용객이다. 화물수송량은 1990년대 후반까지 연간 수송량이 10만 톤을 상회하였지만, 2000년대 들어 수송량이 감소하기 시작하여 2005년 이후 매우 빠른 속도로 감소하고 있다. 2008년에는 연간 704톤의 화물을 수송하는데 그쳤다. 과거에는 무연탄의 비중이 높았지만 현재는 탄광이 폐쇄됨에 따라 무연탄의 수송비율은 아주 낮고 일반 잡화가 화물의 대부분을 차지하고 있다.
경북선에서는 매일 무궁화호 왕복 3편성 운행을 하고 있으며 주말에는 무궁화호 왕복 1편성이 추가로 투입된다. 다른 노선과의 환승은 김천역에서 경부선으로, 영주역에서 중앙선과 영동선으로 환승할 수 있다. 2009년 12월부터 통근형 디젤동차를 개조한 전용열차로 경북관광순환테마열차를 추가로 운행하고 있다.