島式ホーム2面4線を有する地上駅（橋上駅舎）[1]。現在の橋上駅舎は2007年（平成19年）4月1日に供用開始した[10]。独特の流線型を持つ外観は、木津川の流れをイメージした[1]。また、木材の流通で栄えた旧・木津町の歴史を表すため、随所に木目調のデザインを取り入れている[10]。ホームとは跨線橋で結ばれる。

旧駅舎は大正時代に建てられた平屋で、ホームには線路下の通路（線路が築堤上のため通路は地平レベル）で連絡していた。なお、現在は駅の東西を結ぶ連絡通路に再活用している。また、以前は現在の1番のりばの西側に2線、両ホームの間に2線、東側に留置線（6本）が敷設されていた。その名残で運転取り扱い上は、1・2番のりばが「3番線」「4番線」、3・4番のりばが「7番線」「8番線」になっている。

駅構内の自動放送は、橋上駅舎化以前は「○番線」とアナウンスしたが、現在はJR西日本で一般的な「○番のりば」の表現に更新されている。

奈良駅が管理する直営駅で、ICカード乗車券「ICOCA」の利用エリアに含まれる。
のりば

のりば路線行先備考
1 学研都市線松井山手・四条畷・京橋・北新地方面[12] / 奈良方面[12]奈良方面は深夜のみ
2 大和路線加茂・伊賀上野方面[12] 
奈良線宇治・京都方面[12]一部は1番のりば
3奈良方面[12] 
4 大和路線奈良・天王寺・JR難波・大阪方面[12]一部は3番のりば

※上表の路線名は、旅客案内上の名称（愛称）で表記。
付記事項


学研都市線から乗り入れる奈良行き、一部の京都行きは1番のりばから発車する。

奈良方面行きは、大和路線は3・4番のりば、奈良線は1・3番のりばに入線できる。基本的に大和路線の列車は4番のりば、奈良線の列車は3番のりばに入線する。

3番のりばは加茂方面と京都方面の両方向、4番のりばは加茂方面へ出発も可能。4番のりばから毎朝、加茂方面に向かう回送列車1本が運転されている。3番のりばは、事故や各種トラブルでダイヤが大幅に乱れたとき、到着した奈良線の列車が京都方面へ折り返す。奈良方面から4番のりばへの入駅も可能である。

線路配線上、学研都市線の列車は1番のりばのみしか使用できない。奈良駅に乗り入れる学研都市線列車は両方向とも1番のりばに停車する。また、奈良線京都方面の列車の待避線としての役割も持つ（線路は加茂方面にもつながるが、進路は設定されていない）が、2009年（平成21年）3月14日現在のダイヤでは1番のりばの待避列車はない。ただし、レール磨きで奈良線京都方面への列車が1日2本、1番のりばに停車する。

学研都市線の最終電車（日付変更前に到着）は、1番のりばで夜間滞泊し、翌日の始発列車として運用される。


西口（2007年8月）

ホーム（2007年10月）

駅北方で分岐する関西本線と奈良線の線路（2008年2月）

かつて留置線が敷かれていた構内（2005年、旧駅舎当時）

1番ホームから大きく左にカーブする片町線の線路

ダイヤ
大和路線
大和路快速、快速、区間快速が毎時1 - 2本発着する[13]。木津駅 - 奈良駅間は奈良線からみやこ路快速・普通が各毎時2本乗り入れる[14]。
奈良線
みやこ路快速（快速）・普通が各毎時2本運転する。すべての電車が奈良駅まで乗り入れる（前述）[15]。
学研都市線
快速・区間快速が毎時1本発着する[16]。
利用状況

京都府統計書によると、1日平均乗車人員は以下の通りである[2]。

年度一日平均
乗車人員
1999年3,197
2000年3,115
2001年3,090
2002年3,104
2003年3,082
2004年3,071
2005年3,096
2006年3,118
2007年3,211
2008年3,301
2009年3,241
2010年3,318
2011年3,342
2012年3,419
2013年3,556
2014年3,707
2015年4,123
2016年4,458
2017年4,674
2018年4,767
2019年4,981
2020年4,241
2021年4,488
2022年4,893

駅周辺

駅の東側には田畑が広がる。商店や住宅は西側に広がる。現在、駅西側で「木津駅前土地区画整理事業（木津川市施行）」が、2017年に開設された駅東口方面約1.5kmでは木津中央地区土地区画整理事業（都市機構施行）が実施されている。

木津川

木津川市役所

木津川市立中央図書館

京都府立木津高等学校

木津地方合同庁舎

京都地方法務局木津出張所

木津区検察庁

京都田辺公共職業安定所木津出張所（ハローワーク木津）


国道24号

奈良県道・京都府道47号天理加茂木津線

京都府道323号木津停車場線

京都府木津警察署

京都府山城南土木事務所

木津南垣外郵便局

京都山城総合医療センター

京都銀行木津支店

パン オ セーグル（EF66形電気機関車の頭部の実物が店内にあるパン屋）[17]