廣州地鐵3號線(南北快線，北延段稱機場線)，被譽為暨廣州地鐵1號線之后廣州地鐵線網中最繁忙的地鐵線路，代表顏色是橙色。線路呈南北「Y」字形走向，貫穿了番禺區(qū)、海珠區(qū)、天河區(qū)、白云區(qū)、花都區(qū)。并促進了新中軸線和番禺區(qū)新城區(qū)，地鐵線路北延段與白云機場銜接，向南延伸至廣州新城。廣州地鐵3號線全長64.41公里，共設29座車站，2座車輛基地，2座主變電站，1座控制指揮中心，總***為人民幣159.05億元。
隨著廣州地鐵跨越式的發(fā)展，廣州地鐵進入了大線網運營時代，客流快速增長，目前日均客流超680萬人次，最高日客運量超900萬人次，承擔了廣州市超過44%的公交客流運送任務，客流強度全國靠前。公司始終以“安全、準點、快捷、便利”的服務理念，精心組織運營，不斷提高運營水平和服務質量，為乘客提供了安全優(yōu)質的交通運輸服務。在廣東省靠前服務行業(yè)民意調查中，廣州地鐵運營服務乘客滿意度從2007年起，已連續(xù)多年位列交通行業(yè)前列。廣州地鐵始終堅持、倡導文明服務，已成為展示廣州市兩個文明建設成果的重要窗口。
主支線三號線主線是機場南—體育西路—番禺廣場，支線是天河客運站—體育西路。但現(xiàn)階段采取兩條獨立的行車路線：
主要路線為天河客運站—體育西路—番禺廣場，大部分情況下直接稱呼為三號線;
另一路線為機場南-體育西路，官方和傳媒稱呼為三號線北延段或簡稱三北線。
由于兩條行車路線相交但不重疊，兩者之間需要在體育西路站換乘。即從主線番禺廣場站北上的列車到達體育西路站后即轉入支線開往天河客運站;而前往機場南站則須在體育西路站下車到中部站臺換乘始發(fā)往機場南方向的列車，繼續(xù)主線上的旅程，反向同理。
加開空車為了疏導3號線中段的乘客，3號線工作日晚高峰均有分別從客村、體育西路、廈滘和大石站起載的列車班次，同時疏導上述各站積壓的大量乘客。這些班次分別於客村站後存車線、廈滘車輛段或大石站後存車線直接開出，抵達上述各站後才起載前往天河客運站(體育西路站出發(fā)則是前往番禺廣場站)。
同時為了繼續(xù)增加3號線北延段的運能，3號線北延段早高峰亦有加開「同和至大石單向早高峰短線」。晚高峰則有加開林和西往機場南的列車班次，疏導北延段特別是林和西站和廣州東站的大量乘客。這些班次均由廈滘車輛段或大石站後存車線直接開出，中途不停大石至體育西路沿途各站，抵達林和西站後才起載前往機場南站。
高峰短線繼二號線在2013年初開行早高峰短線車后，3號線于2013年5月27日在工作日7:50～8:45加開8趟短線車，運行區(qū)間為同和開至大石站北往南方單向。加開空車時間段內，同和至體育西路站方向的運能將提升54.8%，平均行車間隔壓縮為1分58秒。前往珠江新城至大石站的乘客可上車后留意列車廣播，搭乘短線車的乘客，無需在體育西站換乘即可直達目的地;若乘坐短線車前往石牌橋至天河客運站沿途各站，因體育西路站車站結構所限，無法通過站臺直接換乘，需經過站廳或換乘平臺進行換乘，亦可以繼續(xù)乘搭至珠江新城站，再到對面換乘往天河客運站方向的列車。
東延段走向(未開通)廣州軌道交通三號線東延段全長9.58km，為地下敷設線路，線路西起番禺區(qū)的番禺廣場站，然后沿亞運大道向東延伸至京珠高速路，接著在亞運大道立交的西側轉向東南，再向東下穿京珠高速路與廣州軌道交通四號線高架交替，最后到達廣州亞運城媒體中心的海傍站。
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