国鉄の末期、「日本国有鉄道経営再建促進特別措置法」（国鉄再建法）に基づいて国鉄の路線は幹線と地方交通線に分類され、異なる運賃を適用することになった。これらの分類のうち、地方交通線は、「幹線鉄道網を形成する営業線として政令で定める基準に該当するものを除」いて、「その運営の改善のための適切な措置を講じたとしてもなお収支の均衡を確保することが困難であるもの」と定義されている。具体的には、以下のいずれかの条件にも当てはまらない路線を指す（日本国有鉄道経営再建促進特別措置法施行令第1条・第2条）。

1981年4月、国鉄は175線（10,169.5km）を地方交通線として運輸省に申請し、承認された。さらに、地方交通線の中でも旅客輸送密度4,000人未満の路線は、原則として廃止対象の特定地方交通線に指定された（詳細は該当項目参照）。

従来全線で一律だった国鉄運賃は、幹線と地方交通線とで異なる運賃を適用されることになり、その分類はJRにも引き継がれている。JR移行後に開業した路線については、その路線を管轄するJRが利益予測を元にするなどして幹線・地方交通線の別を決定している。

幹線と地方交通線の分類は、線区を一単位とし、そこへ輸送密度を当てる機械的な方法のため、線区と現実の運転系統とが整合していない場合や、特定の区間のみ利用者が多い場合に矛盾が生じる例がみられる。また、既存の路線については1981年以来改訂が行われていないので、秋田新幹線が毎日10数往復する田沢湖線や、高速貨物列車が多数運転される江差線や津軽線、閑散区間の廃止が行われた可部線（現存区間の輸送密度は10000人／日を超える）などが地方交通線であるという、その後の輸送実体の変化から実態に合わなくなっている路線も生じている。

一般的な月刊冊子型の時刻表に記載されている索引地図では、地方交通線は青の太線で表されている。