江北駅で長崎本線から分岐し、長崎県北部の佐世保駅まで伸びる路線。佐世保市と佐賀市や福岡市を結ぶルートの一部となっており、山陽新幹線・九州新幹線に接続する福岡市の鹿児島本線博多駅から、佐世保駅や大村線ハウステンボス駅へ直通する特急列車が走っている。2022年9月23日からは西九州新幹線に接続する特急「リレーかもめ」が江北駅 - 武雄温泉駅間で運転されるようになり、長崎市と佐賀市や福岡市を結ぶルートの一部にもなっている。 ほとんどの区間で国道34号・国道35号と並走している。佐賀平野や早岐駅周辺は軟弱地盤地帯で、この区間は路盤が非常に悪いため単線用の架線柱の多くが、両側支持の門型の物になっている。 佐世保線内各駅のプラットホーム有効長は最大で21メートル車9両(機関車含む)に対応している。また、江北方面と佐世保方面とを行き来する列車は、構内配線の都合上早岐駅で進行方向が逆転(スイッチバック)す