• เป็นระบบรถไฟฟ้าขนาดหนัก (heavy rail transit)
• ทางวิ่ง ช่วงใต้ดิน 22 สถานี เป็นอุโมงค์คู่วางตามแนวราบ และตามแนวดิ่ง เส้นผ่าศูนย์กลางภายในอุโมงค์ 5.7 เมตร ความลึกของอุโมงค์ 15-30 เมตรจากระดับพื้นดิน ทางเดินฉุกเฉินกว้าง 0.6 เมตร สูง 2.0 เมตร และช่วงลอดข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา (สนามไชย-อิสรภาพ) มีความลึก 30 เมตรจากผิวน้ำแม่น้ำเจ้าพระยา และ 7 เมตรจากใต้ท้องน้ำแม่น้ำเจ้าพระยา และช่วงยกระดับ 20 สถานี ยกระดับที่ความสูง 12 เมตรตลอดทั้งโครงการ มีกำแพงกันเสียงและตาข่ายกันสิ่งรบกวนในบางช่วง ยกเว้นช่วงข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา (บางโพ-บางอ้อ) และข้ามทางรถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดง (ตลิ่งชัน-ธนบุรี) มีความสูง 17 เมตร และช่วงข้ามทางรถไฟฟ้าบีทีเอส สายสีลม กับช่วงเข้าชานชาลาสถานีท่าพระชั้นบน มีความสูงประมาณ 19 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

โครงการมีศูนย์ซ่อมบำรุงทั้งหมดสองแห่ง ได้แก่ศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่ห้วยขวาง-พระราม 9 ในพื้นที่ของการรถไฟฟ้าขนส่งมวลชนแห่งประเทศไทย ถนนพระรามที่ 9 (สำนักบริหารโครงการรถไฟฟ้า สาขา 1 (สีน้ำเงิน) บริษัท ทางด่วนและรถไฟฟ้ากรุงเทพ จำกัด (มหาชน) ในปัจจุบัน) ซึ่งเป็นพื้นที่ร่วมกับโครงการรถไฟฟ้ามหานคร สายสีส้ม รองรับการซ่อมบำรุงโครงการในฝั่งพระนคร และมีศูนย์ซ่อมบำรุงย่อยเพชรเกษม-กัลปพฤกษ์ ถนนกัลปพฤกษ์ รองรับการซ่อมบำรุงโครงการในฝั่งธนบุรี ระบบเดินรถทั้งระบบมีศูนย์ควบคุมการเดินรถกลางอยู่ที่ศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่ห้วยขวาง-พระราม 9

สิ่งอำนวยความสะดวก

มีจุดจอดรถประจำสถานีที่สถานีใต้ดิน 7 สถานี มีจุดจอดรถที่ใช้ร่วมกับรถไฟฟ้าบีทีเอสซึ่งเป็นพื้นที่ของกรมธนารักษ์ 1 แห่ง จุดจอดรถบริเวณใต้ด่านอโศก 1 ของทางพิเศษศรีรัชซึ่งเป็นพื้นที่ของการทางพิเศษแห่งประเทศไทย 1 แห่ง จุดจอดรถที่อาคารผู้โดยสารสถานีรับส่งผู้โดยสารอากาศยานในเมืองของรถไฟฟ้าแอร์พอร์ตเรลลิงก์ 1 แห่ง และมีอาคารจอดแล้วจร (park and ride) 5 แห่ง ได้แก่ อาคารจอดรถสถานีลาดพร้าว อาคารจอดรถสถานีศูนย์วัฒนธรรมแห่งประเทศไทย อาคารจอดรถภายในโครงการแอชตัน อโศก สถานีสุขุมวิท และอาคารจอดรถสถานีหลักสอง 2 อาคาร

สถานี

มีทั้งหมด 42 สถานี เป็นสถานีใต้ดิน 22 สถานี สถานียกระดับ 20 สถานี โดยนับสถานีเชื่อมต่อคือสถานีท่าพระเป็นสถานีเดียว

สถานีโดยทั่วไปมีความยาวประมาณ 150 เมตร ยกเว้นสถานีศูนย์วัฒนธรรมแห่งประเทศไทยที่มีความยาวพิเศษถึง 358 เมตร เนื่องจากเป็นสถานีเชื่อมต่อรถไฟฟ้าสายสีส้ม และสถานีชุมทางสำหรับนำรถออกจากระบบขึ้นสู่ศูนย์ซ่อมบำรุง สถานีออกแบบให้รองรับรถไฟฟ้าได้สูงสุด 6 ตู้ต่อสถานี มีประตูชานชาลา (platform screen door) ความสูงแบบ Half-Height และ Full-Height ในทุกสถานี สถานีและทางวิ่งใต้ดินออกแบบให้มีความคงทนแข็งแรงรองรับต่อการทรุดตัวของผิวดิน และรองรับต่อแรงสั่นสะเทือนหากเกิดเหตุแผ่นดินไหวโดยไม่เกิดความเสียหายต่อโครงสร้าง ทางเข้าสถานีถูกออกแบบให้มีความสูงจากผิวดินประมาณ 1 เมตรเพื่อรองรับต่อเหตุการณ์น้ำท่วมที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคต โดยวัดจากสถิติความสูงที่สูงที่สุดของเหตุการณ์น้ำท่วมในกรุงเทพมหานคร ส่วนสถานียกระดับออกแบบให้หลบเลี่ยงสาธารณูปโภคใต้ดินและบนดิน และรักษาสภาพผิวจราจรบนถนนมากที่สุด สถานีโดยรวมมีเสายึดสถานีอยู่บริเวณเกาะกลางถนน ยกเว้นสถานีที่ต้องคร่อมอุโมงค์ใต้ดิน จะใช้วิธีการตั้งเสายึดสถานีจากทางเท้าแทน

ขบวนรถโดยสาร

ปัจจุบันรถไฟฟ้ามหานครสายเฉลิมรัชมงคล มีการใช้ขบวนรถอยู่ถึง 2 รุ่น ได้แก่ ขบวนรถซีเมนส์ โมดูลาร์เมโทร และ ซีเมนส์ อินสไปโร

ซีเมนส์ โมดูลาร์ เมโทร (EMU-IBL)

สถานะ : ขบวนรถให้บริการตั้งแต่หมายเลข 1 ถึง 19

• หมายเลขประจำขบวน หมายเลข 1 ถึง 19
• ความยาว 3 ตู้ต่อ 1 ขบวน
• จำนวน 19 ขบวน

เป็นรถไฟฟ้าขนาดใหญ่ (Heavy Rail) ขนาดกว้าง 3.2 เมตร ยาว 19.23 เมตร และสูงประมาณ 3.8 เมตร ใช้ล้อเหล็กวิ่งบนรางเหล็ก ตัวรถมีระบบปรับอากาศ สามารถจุผู้โดยสารได้ 320 คนต่อคัน สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้มากกว่า 40,000 คนต่อชั่วโมงต่อทิศทางไป-กลับ ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง 750 โวลต์ ป้อนระบบขับเคลื่อนรถ ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับขับเคลื่อนตัวรถ ความเร็วสูงสุด 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง มีจำนวนขบวนรถไฟฟ้าทั้งสิ้น 19 ขบวน ซึ่งขบวนหมายเลข 1 ถูกส่งมาประเทศไทยโดยเครื่องบิน

ซีเมนส์ อินสไปโร (EMU-BLE)

สถานะ : ขบวนรถให้บริการตั้งแต่หมายเลข 20 ถึง 45 (ขบวนหมายเลขตั้งแต่ 46 อยู่ในระหว่างการทดสอบ)

• หมายเลขประจำขบวน หมายเลข 20 ถึง 54
• ความยาว 3 ตู้ต่อ 1 ขบวน
• จำนวน 35 ขบวน

และรถไฟฟ้ารุ่นอินสไปโร ผลิตโดยซีเมนส์เช่นกัน มีทั้งหมด 35 ขบวน โดยจัดส่งรถไฟฟ้าขบวนแรก ในวันที่ 24 เมษายน พ.ศ. 2562[6] โดยจะจัดส่งอีก 9 ขบวนในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2562 และจะจัดส่งอีก 6 ขบวนในเดือนกันยายน พ.ศ. 2562 และส่งมอบทั้งหมดภายในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2563[7]

ระบบในการเดินรถ

ในการเดินรถไฟฟ้าได้นำระบบอาณัติสัญญาณ Trainguard LZB700M เป็นระบบ Fixed Block ซึ่งเป็นระบบคอมพิวเตอร์มาใช้ในการควบคุมการเดินรถโดยอัตโนมัติ เพื่อให้การบริการมีประสิทธิภาพ, สะดวกรวดเร็ว และปลอดภัยสูงสุด แบ่งเป็น 3 ระบบย่อย คือ

1. "ระบบควบคุมการเดินรถอัตโนมัติ" เรียกว่า ATO (Automatic Train Operation) เป็นระบบที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานต่างๆ ของขบวนรถไฟฟ้า เช่น การขับเคลื่อนรถไฟฟ้า, การควบคุมความเร็วของรถไฟฟ้า, การควบคุมการห้ามล้อ, การจอดรถไฟฟ้า และการรายงานสถานะของอุปกรณ์ต่างๆ ในตัวรถไฟฟ้าไปยังศูนย์ควบคุม
2. "ระบบป้องกันอัตโนมัติ" เรียกว่า ATP (Automatic Train Protection) เป็นระบบที่คอยควบคุมไม่ให้รถไฟฟ้าใช้ความเร็วเกินกำหนด ควบคุมความเร็วรถให้อยู่ในพิกัดความเร็วที่สัมพันธ์กับระยะห่างระหว่างรถไฟฟ้าข้างหน้า หากเกิดเหตุผิดปกติ ระบบ ATP จะสั่งการห้ามล้ออัตโนมัติ นอกจากนี้ยังควบคุมการเคลื่อนตัวของรถไฟฟ้าจากสถานีรถไฟฟ้า โดยหากประตูรถไฟฟ้าและประตูกั้นชานชาลายังปิดไม่เรียบร้อย ระบบ ATP จะไม่อนุญาตให้รถไฟฟ้าเคลื่อนตัวออกจากสถานี ต่างจากระบบ ATO ตรงที่มีความอิสระต่างกัน กรณีที่ระบบ ATO ขัดข้อง ต้องใช้คนควบคุมการเดินรถ ระบบ ATP จะยังคอยควบคุมการเดินรถต่อไปDynamic Route Map ของรถไฟฟ้า EMU-BLE
3. "ระบบกำกับการเดินรถอัตโนมัติ" เรียกว่า ATS (Automatic Train Supervision) เป็นระบบที่คอยควบคุมการเดินรถไฟฟ้าทั้งระบบให้เป็นไปตามตารางการเดินรถ โดยจะส่งข้อมูลต่างๆ เช่น ความเร็วของรถไฟฟ้าแต่ละขบวน ติดตามและแสดงตำแหน่งของรถไฟฟ้าทุกขบวนที่อยู่ในระบบ และจัดเตรียมขั้นตอนต่างๆ ในการควบคุมการเดินรถ เมื่อระบบการเดินรถมีเหตุขัดข้อง