キセル編成とは、103系時代に存在した、中間車が非冷房車で、先頭車が自動列車制御装置 (ATC) が搭載されている冷房車でありながら冷房が使えなかった編成のことである。冷房を使用するためには大きな出力の電動発電機 (MG) が必要だが、中間車の非冷房のモハ102には冷房に対応するMGが搭載されていなかった。一方で当時山手線ではATCの整備が進められており、両端の先頭車は（ATCを搭載した）冷房つきの新車であることが多かった。このため先頭車は冷房車であるが、MGが対応できていないために冷房が使えないということが発生した[67]。
6扉車

205系の10号車、E231系の7・10号車には片側が6扉の車両が連結されていた。平日の始発から朝10時までは混雑緩和のため座席が収納され使用できないが、朝10時を過ぎた時点で座席を使用することができた[38]。土・休日は終日座席を使用できた[38]。しかし、山手線の混雑緩和が進んだことから2010年2月19日からは座席収納を取りやめ、座席の利用が終日可能になった。なお、後述のホームドアの設置に伴い、2011年9月4日までに6扉車が4扉車へ完全に置き換えられた[35]ほか、ホームドア対応機器の設置が予定されている。この置き換えのため、4扉の付随車104両が新造されている。この付随車は1人あたりの座席幅を既存車より10 mm広い460 mmとし、台車や空調、VISなどは廃車流用品を用いている[68]。

座席を収納したE231系の6扉車

ラッピング車両・ADトレイン

山手線では以下のようなラッピング車両・ADトレインが運行された。

ピクチャートレイン美術館[JR 11][JR 12][JR 13][JR 14][JR 15][JR 16][69]（山手線車両のうち1編成の車内広告スペースを東京都内の盲学校・ろう学校・特別支援学校・特別支援学級の児童・生徒たちによる絵画作品で統一するもので、2001年から2009年の障害者週間前後に運転[注釈 12]）

ゲームセンターCXのアドトレイン（2008年）

山手線命名100周年記念として、旧型国電風のこげ茶色のラッピングをした車両[10]（2009年）

103系電車導入50周年の「みどりの山手線ラッピングトレイン」[JR 18]（2013年）

東京駅開業100周年記念の「赤レンガラッピングトレイン」[JR 19]（2014年11月）

鉄道開業150周年記念の「NETFLIXとのコラボラッピングトレイン（黒い山手線）」（2022年）


ゲームセンターCXラッピング車（541編成）

旧型国電風ラッピング車（502編成）

みどりの山手線ラッピングトレイン（545編成）

赤レンガラッピングトレイン（514編成）

伊右衛門のラッピング車

沿線概況

停車場・施設・接続路線
凡例

「山手線区間」とは、線路名称上の「山手線」の区間を指す。

地下鉄線・路面電車・一部の鉄道は経路表記を省略し、記号で記載。

は、対面乗り換え可能な方向別複々線となっている駅を表す。