コスモスクエア - トレードセンター前間と中ふ頭 - フェリーターミナル間は鉄道事業法による鉄道、トレードセンター前 - 中ふ頭間とフェリーターミナル - 住之江公園間は軌道法による軌道となっている。

運行形態ニュートラム車両基地

車両基地のある中ふ頭を始発・終着とする中ふ頭 - 住之江公園間の列車は朝と夕方にだけ運転される。ちなみに、コスモスクエア発の終電は例外で、コスモスクエア - 中ふ頭間となる。

昼間時間帯は約6分間隔で運行する。また、地下鉄に比べて車両全体の定員が少ないため、住之江競艇開催時や南港の咲洲地区にあるATC（アジア太平洋トレードセンター）・WTC、インテックス大阪でのイベント開催時にはイベントなどの来場者に合わせた増発ダイヤとなる。臨時ダイヤは平日用のA1、A2と休日用のM1、M2、M3の5種類あり、イベント開催の集客数などで臨時ダイヤの種類が決まる。

南港ポートタウン線はATO（自動列車運転装置）・ATC（自動列車制御装置）による無人自動運転を行っている。しかし、1981年の開業当時は無人運転の前例がなく、無人運転システムへの理解と信頼が得られるまで乗務員を添乗させて監視を行っていた（同年開業のポートライナーも当初は乗務員添乗）。1991年から無人運転が一部の列車で開始され、その後すべての列車に拡大されたが、1993年の住之江公園駅での車両暴走事故の後、しばらくは運転資格を持たない添乗員を添乗させて監視させていた。2006年のゆりかもめの車輪脱落事故の際には、乗務員を添乗させて有人手動運転を行っており、平日朝ラッシュ時等に乗務員の運転訓練のため、有人手動運転を行っている列車もある。

車両

現用車両

100A系

過去の車両

100系

歴史

1981年（昭和56年）3月16日 中ふ頭 - 住之江公園間が開業。当初乗務員が添乗。

1991年（平成3年）10月20日 無人自動運転開始。

1993年（平成5年）10月5日 住之江公園駅で車両暴走事故が発生し、車止めに衝突。乗客215人が負傷。全線運休となる。

1993年（平成5年）11月19日 乗務員添乗で運行再開。

1997年（平成9年）10月31日 OTSニュートラムテクノポート線との相互直通運転の準備作業（試運転等）に伴い、全線終日運休。代行バス運行。

1997年（平成9年）12月18日 OTSニュートラムテクノポート線コスモスクエア - 中ふ頭間が開業し、相互直通運転開始。

2000年（平成12年）2月20日 無人自動運転を再開。以降、ごくまれに有人手動運転が行われる。

2005年（平成17年）7月1日 OTSニュートラムテクノポート線を編入。

2006年（平成18年）4月15日・16日 ゆりかもめ車輪脱落事故に対する警戒のため乗務員添乗で有人手動運転される。

2006年（平成18年）4月17日 無人自動運転を再開。

OTSニュートラムテクノポート線の編入

コスモスクエア - 中ふ頭間は大阪港トランスポートシステム(OTS)の南港・港区連絡線（ニュートラムテクノポート線）として1997年に開業した。

WTCやATCなどがある南港コスモスクエア地区の交通を担っているが、運賃体系が別立て（2005年6月時点で大人全線230円均一）のため通算運賃が割高となり、利用者数が開業当初の見込みより低迷していた。そこで、大阪市交通局のニュートラムと運賃体系を統一することで運賃を値下げして利用者増加を図ることになり、大阪港トランスポートシステムは2005年2月9日に鉄道事業廃止届を提出するとともに、ニュートラムテクノポート線のコスモスクエア - トレードセンター前間の線路以外の施設と車両などを大阪市に売却し、第三種鉄道事業者として線路を第二種鉄道事業者となる大阪市交通局に貸与する形を採り、トレードセンター前 - 中ふ頭間については軌道事業を大阪市交通局に譲渡した。同年7月1日から大阪市交通局はこれらの区間を南港ポートタウン線の一部として運営することになった。

なお、それまで弁天町と南港を結び、OTS線に比べ運賃が安いため利用者もそれなりにいた大阪市営バスの44・44A系統（弁天町バスターミナル - ポートタウン東駅前）が、上記のOTS線移管に伴う運賃の値下げにより乗客が減少することが見込まれるため、2005年8月16日から運行経路と区間が変更され、本数もこれまでより削減された。詳細は大阪市営バス港営業所#現行路線を参照。

また、2005年7月からの値下げなどの影響でコスモスクエア駅、トレードセンター前駅の平均乗車人員は、値下げ前と比べて約15% - 30%増えている[1]。