강원도 동해시의 묵호항역을 경유하는 노선으로 항만인입선의 기능을 하는 영동선의 지선이며, 길이는 5.9㎞이다.
1968년 1월에 착공하여 그해 12월에 북평역∼묵호항역 간의 5.1㎞ 구간과 묵호항역∼묵호역 간의 0.8㎞ 구간이 완공되었다. 북평읍과 묵호읍이 통합되어 동해시가 되고 난 후인 1984년 6월에 북평역을 동해역을 개명하였다. 동해역에서는 영동선·삼척선·북평선과 연결되고 묵호역에서는 영동선과 연결된다.
삼척지방의 탄전에서 생산된 무연탄을 일본으로 반출하기 위한 적출항이었던 묵호항을 잇는 철도로 부설되었으며, 화물수송에 중점을 두었기 때문에 스위치백 구간 및 인클라인 구간 등의 경사극복 방법을 적용한 철도이다. 영동선의 노선망을 정비하면서 묵호항선은 지선으로 전환되었다. 1960년대에 석탄 및 시멘트의 수송량 증가로 철도용량이 부족해짐에 따라 단계적으로 복선화를 실시하였다.
보통역인 묵호항역이 있으며, 묵호항선은 화물만을 수송한다. 2008년의 화물수송량은 90만 6,094톤이며, 무연탄이 86만 4,644톤으로 가장 많은 비중을 차지하고 유류가 4만 1,450톤을 차지한다.