東海交通事業が第二種鉄道事業として運行している鉄道路線。
勝川(JR中央本線)-枇杷島(JR東海道本線)を結ぶ、全長11.2km、所要時間16分。
全線非電化ながら大部分が高架・複線。
国鉄時代、岡多線を利用した貨物輸送(自動車部品輸送など)を目的として建設されたが、やがて工事は凍結、民営化後に工事は再開し、1991年(平成3年)12月に勝川-尾張星の宮間で運転を開始した。
1993年3月には、東海道本線との接続駅、枇杷島駅まで開通した。
城北線の勝川駅は、中央本線の勝川駅とは約500m程離れている。
中央本線勝川駅の高架工事は2009年(平成21年)11月23日に完成したが、城北線の列車の中央本線の勝川駅までの乗り入れる目処はまだ立っていない。
開業時は塗色変更をした国鉄キハ40系気動車が運用に就いていたが、現在はJR東海キハ11形気動車を使用。