JR筑肥線と相互直通運転を行っており、JRの車両は福岡空港 - 西唐津間で運転されているが、福岡市地下鉄の車両は筑前深江駅までの運転である。西新（朝と夕方以降は姪浜） - 中洲川端間には箱崎線の列車も直通運転している。また、臨時列車・または両社の所属車両の走行距離を均等とするための調整による定期列車の代走として、福岡市地下鉄の車両が唐津駅まで入線することもある。

姪浜行き初電・姪浜発終電のみ博多駅が始発・終着となる。