新幹線の列車愛称はJR東海・西日本が運営している東海道・山陽新幹線では速度別に付けられているが、JR東日本が運営している路線では方向・目的地別に付けられている。E1系・E4系「Max」を使用する場合は列車愛称の前に「Max」が付く。JR東日本の長野新幹線およびJR九州が運営している九州新幹線は単一愛称である。

• 東海道・山陽新幹線
  • 「のぞみ」：最速列車。N700系、700系、500系、まれに臨時で300系が使用される。
  • 「ひかり」：「のぞみ」の補完列車。当初は大都市駅のみに停車し、各駅停車の「こだま」に対して超特急の代名詞であった。しかし利便性から徐々に乗降客数の少ない駅の停車が増やされ、「のぞみ」が加わった以降では「のぞみ」でも「こだま」（各駅停車）でもない列車という定義になる。山陽新幹線では"ひかりレールスター"と呼ばれる、顧客ニーズに応える形で登場した列車も運行されている。過去には"ウエストひかり"や"グランドひかり"などもあった。「のぞみ」と違い、一部区間が各駅停車となる列車もある。主として700系、300系、一部でN700系、500系（不定期）が使用される。過去には100系、0系も使用されていた。
  • 「こだま」：各駅停車の列車。早朝、深夜のものには、時刻表に「普通車全車自由席」や「全車自由席」と書かれたものがある。東海道区間と山陽区間（新大阪駅）をまたがる「こだま」は存在しない。700系、300系が使われるほか、N700系が東海道新幹線では浜松駅・三島駅 - 東京駅間に日に2本、山陽新幹線では500系（8両編成）、100系、早朝・深夜の一部にひかりレールスター用700系7000番台を使用する列車がある。2008年11月30日までは0系、2009年3月13日までは小倉駅 - 博多駅間の区間列車にもN700系が使用されていた。
• 九州新幹線
  • 「つばめ」：800系を使用し、新八代駅で「リレーつばめ」と同一ホーム対面乗り換えを行っている。九州新幹線全通時には博多まで直通運転を行うが、山陽新幹線への乗り入れ予定はない。
• 東北新幹線
  • 「はやて」：東京駅 - 八戸駅を結ぶ列車（一部は仙台駅・盛岡駅止まりや仙台駅 - 八戸駅の区間運転がある）。E2系1000番台、E3系（こまち編成、増結用）が使用されている。
  • 「やまびこ」：盛岡駅以南を走る列車で、下記の「なすの」を除くもの。仙台以南ではE1系以外のJR東日本の全ての形式が使用され、仙台以北はE2系、E3系（こまち編成、増結用）、E4系を使用。
  • 「なすの」：東京駅 - 那須塩原駅・郡山駅間を走る各駅停車の列車。E1系以外のJR東日本の全ての形式が使用される。
• 秋田新幹線
  • 「こまち」：E3系を使用し、盛岡以南は基本的に「はやて」と併結（一部は秋田駅 - 仙台駅を単独運転し、仙台ではやてと併結）。
• 山形新幹線
  • 「つばさ」：400系、E3系1000番台を使用し、福島以南は基本的にE4系「MAXやまびこ」と併結（一部は単独運転する）。
• 上越新幹線
  • 「とき」：下記の「たにがわ」を除く列車。200系、E1系、E4系を使用。過去にはE2系も使用されていた。開業当初は、各駅停車の列車名として使用されていた。一時は「たにがわ」への統合で消滅していたが、東京駅から高崎駅まで同じ区間を運行する「あさま」との混同を防止するため、2002年12月1日のダイヤ改正で「あさひ」からの改称という形で復活した。
  • 「たにがわ」：越後湯沢駅（スキーシーズンはガーラ湯沢駅）以南を走る列車。使用車両は「とき」と同じ。各駅停車が多いが、冬季のガーラ湯沢までの運転の場合、本庄早稲田駅のみ通過する列車もある。
• 長野新幹線
  • 「あさま」：東京駅 - 長野駅を結ぶ列車。E2系を使用。過去には臨時列車で200系、E4系が使用されたこともある。

また、かつて使われていた列車の愛称として下記のものがある。

• 東北新幹線
  • 「あおば」：各駅停車の列車。1997年10月1日のダイヤ改正で「なすの」・「やまびこ」へ統合して消滅した。
• 上越新幹線
  • 「あさひ」：速達型列車（長野新幹線開業後は各駅停車もあった）。「あさま」と名称が紛らわしいため、2002年12月1日のダイヤ改正で「とき」へ改称された。