長田駅を接続駅として大阪市営地下鉄中央線と相互直通運転を実施している。このため、電化方式は近鉄電車では唯一の第三軌条式となっている。同じ理由で、近鉄の他線に先行して駅ナンバリングを採用しており、駅番号は相互直通先の中央線からの続番となっている。
かつて長田駅〜生駒駅間は「東大阪線」であり、「けいはんな線」は生駒駅〜学研奈良登美ヶ丘駅間の新線区間8.6km(建設延長は8.7km)の名称であったが、2006年3月27日の開業の際に既設の東大阪線区間もけいはんな線に改称した。
「けいはんな」は「京阪奈」の仮名書きで、かつては仮称として「京阪奈新線」が用いられていた。新線区間は奈良生駒高速鉄道が第3種鉄道事業者で、近鉄は第2種鉄道事業者となる。既設区間は近鉄の第1種鉄道事業及び軌道事業区間である*1。
途中の経由路線特定のため、生駒駅のけいはんな線ホームと奈良線・生駒線ホームの間に中間改札がある。
生駒駅以東の新線区間は関西文化学術研究都市のアクセス鉄道として計画されたもので、学研奈良登美ヶ丘駅より先、近鉄京都線の新祝園駅または高の原駅方面へ延伸する計画もある。