• เป็นระบบรถไฟฟ้าขนาดหนัก (heavy rail transit)
• ทางวิ่ง ยกระดับที่ความสูง 12 เมตรตลอดทั้งโครงการ ยกเว้น ช่วงข้ามทางพิเศษศรีรัช และทางพิเศษเฉลิมมหานครมีความสูง 17 เมตร ช่วงข้ามทางพิเศษบางพลี-สุขสวัสดิ์ (ถนนกาญจนาภิเษกด้านใต้) มีความสูง 28 เมตร และช่วงข้ามทางยกระดับอุตราภิมุขและถนนพหลโยธินกับถนนวิภาวดีรังสิตมีความสูง 24 เมตร
• ขนาดราง 1.435 เมตร (European standard guage) โดยมีรางที่ 3 ขนานไปกับรางวิ่งสำหรับจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับตัวรถ
• ตัวรถเป็นรถปรับอากาศขนาดกว้าง 3.2 เมตร ยาว 20-24 เมตร สูงประมาณ 3.7 เมตร ความจุ 320 คนต่อคัน ต่อพวงได้ 3-6 คันต่อขบวน ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง 750 โวลท์ ป้อนระบบขับเคลื่อนรถ สามารถรองรับผู้โดยสารได้ 50,000 คนต่อชั่วโมงต่อทิศทาง
• ใช้ระบบอาณัติสัญญาณเดินรถด้วยระบบอัตโนมัติจากศูนย์ควบคุมการเดินรถ และใช้ระบบเก็บค่าโดยสารอัตโนมัติ

ศูนย์ซ่อมบำรุงและศูนย์ควบคุมการเดินรถ

เส้นทางช่วงหมอชิต-แบริ่ง จะใช้ศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่หมอชิต (ที่ทำการ บริษัท ระบบขนส่งมวลชนกรุงเทพ จำกัด (มหาชน) ในปัจจุบัน) ร่วมกับสายสีเขียวอ่อน ช่วงแบริ่ง-สมุทรปราการ จะใช้ศูนย์ซ่อมบำรุงย่อยสมุทรปราการ (บางปิ้ง) และช่วงหมอชิต-คูคต จะใช้ศูนย์ซ่อมบำรุงย่อยสายไหม ระบบเดินรถทั้งระบบมีศูนย์ควบคุมการเดินรถกลางอยู่ที่ศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่หมอชิต และมีระบบเดินรถสำรองอยู่ที่ศูนย์บำรุงย่อยสายไหม

สิ่งอำนวยความสะดวก

โครงการมีจุดจอดแล้วจร (park and ride) ทั้งหมดสองแห่ง ได้แก่ที่สถานีหมอชิตบริเวณพื้นที่ของโครงการบางกอกเทอร์มินัล หรือสถานีขนส่งหมอชิตเดิม อันเป็นพื้นที่ของกรมธนารักษ์ และสถานีเคหะฯ (สถานีปลายทาง) จะเป็นลานจอดรถ นอกจากนี้มีอาคารจอดรถจำนวน 3 แห่งที่ สถานีคูคต (สถานีต้นทาง) 1 แห่ง และ สถานีแยก คปอ. 2 แห่ง ในลักษณะเดียวกันกับอาคารจอดแล้วจร สถานีหลักสอง ปัจจุบันอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง โดยจะเปิดให้บริการพร้อมกับการเปิดเดินรถช่วงวัดพระศรีมหาธาตุ-คูคต ในปี พ.ศ. 2563

สถานี

มีทั้งหมด 55 สถานี เป็นสถานียกระดับทั้งหมด

สถานีมีความยาวประมาณ 150 เมตร มีประตูชานชาลา (platform screen door) ความสูงแบบ Half-Height ในบางสถานี ออกแบบให้หลบเลี่ยงสาธารณูปโภคใต้ดินและบนดิน และรักษาสภาพผิวจราจรบนถนนมากที่สุด และมีเสายึดสถานีอยู่บริเวณเกาะกลางถนน

ขบวนรถโดยสาร

ซีเมนส์ โมดูลาร์ เมโทร (EMU-A1)

สถานะ : ให้บริการตั้งแต่ขบวนหมายเลข 1 ถึง 35

• ความยาว 4 ตู้ต่อ 1 ขบวน
• จำนวน 35 ขบวน

ในระบบรถไฟฟ้าบีทีเอสขบวนซีเมนส์ โมดูลาร์เมโทร รุ่น EMU-A1 มีเพียงแค่เอ-คาร์และซี-คาร์เท่านั้น โดยใน 1 ขบวนจะมีเอ-คาร์อยู่ที่หัวและท้ายขบวนจำนวน 2 ตู้ และมีซี-คาร์อยู่กลางขบวนรถ 2 ตู้ สามารถต่อพ่วงเพิ่มได้สูงสุดถึง 6 ตู้ต่อ 1 ขบวน มีความยาวอยู่ที่ 65.30 เมตร และมีความกว้าง 3.20 เมตร มีประตูเลื่อนกว้าง 1.40 เมตร จำนวน 32 บานต่อ 1 ขบวน ตัวถังรถทำจากเหล็กปลอดสนิม ติดตั้งระบบปรับอากาศ พร้อมหน้าต่างชนิดกันแสง รถไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้า 750 Vdc โดยรับจากรางส่งที่ 3

ซีเมนส์ อินสไปโร (EMU-A2)

สถานะ : ให้บริการตั้งแต่ขบวนหมายเลข 53-74

• ความยาว 4 ตู้ต่อ 1 ขบวน
• จำนวน 22 ขบวน

ในระบบรถไฟฟ้าบีทีเอสขบวนซีเมนส์ โบซันคาย่าดีไซน์ บีทีเอสโมเดล รุ่น EMU-A2 จะประกอบไปด้วย Mc-Car และ T-Car โดย Mc-Car จะอยู่ด้านหัวและท้ายขบวน 2 ตู้ และ T-Car จะอยู่กลางขบวน 2 ตู้ สามารถต่อพ่วงได้สูงสุด 6 ตู้ต่อ 1 ขบวน มีความยาวอยู่ที่ 65.30 เมตรและมีความกว้าง 3.12 เมตร มีประตูเลื่อนกว้าง 1.40 เมตร จำนวน 32 บานต่อ 1 ขบวน ตัวถังของขบวนรถทำจากเหล็กปลอดสนิม ติดตั้งระบบปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์พร้อมระบบกรองอากาศทั้งหมด 8 ยูนิต พร้อมหน้าต่างชนิดกันแสง และมีระบบแผนที่นำทางหรือ Dynamic Route Map ซึ่งทำงานพร้อมกับระบบอาณัติสัญญาณ ติดตั้งอยู่เหนือประตูทุกบาน มีกล้องวงจรปิดสำหรับบันทึกและสอดส่องผู้โดยสาร และประหยัดพลังงานกว่ารถไฟฟ้าซีเมนส์รุ่นเดิมที่ใช้งานอยู่ รถไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้า 750 Vdc โดยรับจากรางส่งที่ 3

ซีเอ็นอาร์ ฉางชุน (EMU-B1 , EMU-B2)

สถานะ : ให้บริการตั้งแต่ขบวนหมายเลข 36 ถึง 52

• ความยาว 4 ตู้ต่อ 1 ขบวน
• จำนวน EMU-B1 12 ขบวน และ EMU-B2 5 ขบวน

ในระบบรถไฟฟ้าบีทีเอสขบวนซีเอ็นอาร์ ฉางชุน รุ่น EMU-B1 และ EMU-B2 จะประกอบไปด้วย Tc-Car และ M-Car โดย Tc-Car จะอยู่ด้านหัวและท้ายขบวน 2 ตู้ และ M-Car จะอยู่กลางขบวน 2 ตู้ สามารถต่อพ่วงได้สูงสุด 6 ตู้ต่อ 1 ขบวน มีความยาวอยู่ที่ 65.30 เมตรและมีความกว้าง 3.2 เมตร มีประตูเลื่อนกว้าง 1.40 เมตร จำนวน 32 บานต่อ 1 ขบวน ตัวถังของขบวนรถทำเหล็กปลอดสนิมและอะลูมิเนียม ติดตั้งระบบปรับอากาศทั้งหมด 8 ยูนิต พร้อมหน้าต่างชนิดกันแสง และมีระบบแสดงผลสถานะรถ Dynamic Route Map ซึ่งทำงานพร้อมกับระบบอาณัติสัญญาณ ติดตั้งอยู่เหนือประตูทุกบาน รถไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้า 750 Vdc โดยรับจากรางส่งที่ 3

ซีอาร์อาร์ซี ฉางชุน (EMU-B3)

สถานะ : รับมอบครบทุกขบวนแล้ว โดยขบวนหมายเลข 75-84 พร้อมให้บริการแล้ว ในสายสีลม และสายสุขุมวิท (ขบวนหมายเลข 85-98 อยู่ระหว่างการทดสอบระบบ)

ในระบบรถไฟฟ้าบีทีเอสที่ให้บริการในปัจจุบัน จะประกอบไปด้วย Mc-Car และ T-Car โดย Mc-Car เป็นตู้โดยสารที่มีระบบขับเคลื่อน และมีห้องคนขับ จะอยู่ด้านหัวและท้ายขบวน 2 ตู้ (ตู้หมายเลข 18XX และ 19XX) และ T-Car เป็นตู้โดยสารไม่มีระบบขับเคลื่อน และไม่มีห้องคนขับ จะอยู่กลางขบวน 2 ตู้ (ตู้หมายเลข 28XX และ 29XX) โดยมีรูปแบบการจัดขบวนเป็น [ Mc ] - [ T ] - [ T ] - [ Mc ] สามารถต่อพ่วงได้สูงสุด 6 ตู้ต่อ 1 ขบวน ตัวถังของขบวนรถทำเหล็กปลอดสนิมและอะลูมิเนียม ติดตั้งระบบปรับอากาศทั้งหมด 8 ยูนิต พร้อมหน้าต่างชนิดกันแสง และมีระบบแสดงสถานะรถ Dynamic Route Map (LCD-DRM) ซึ่งทำงานพร้อมกับระบบอาณัติสัญญาณ ติดตั้งอยู่เหนือประตูทุกบาน