動物園線（どうぶつえんせん）は、高幡不動駅から多摩動物公園駅までを結ぶ京王電鉄の鉄道路線。全線が東京都日野市内を走行する。駅ナンバリングで使われる路線記号はKO。動物園線は東京都立多摩動物公園への来場客のために建設され、その後は多摩動物公園駅の南側に設置された明星大学日野キャンパスや中央大学多摩キャンパスへの通学輸送を担い、特に中央大学多摩キャンパスへの大学機能移転が進んだ1970年代後半には大幅に利用者が増えた。しかし、動物園線と並行する上に、多摩動物公園駅の南側に両大学の最寄駅として中央大学・明星大学駅が設置された多摩都市モノレール線が1999年に開業して以来、利用客が激減した。その結果、帰宅時間帯に運転されていた不定期列車の廃止、編成の短縮、ワンマン化などの合理化が実施された。ただ、両大学での入学試験などでは列車が増発される。高幡不動駅 - 多摩動物公園駅間を乗車する場合と京王線沿線から多摩動物公園へ行く場合は、京王を利用する方が運賃・所要時間の点で有利である。現在は基本的に4両編成のワンマン運転列車が1時間に3本運転されている。車両はワンマン改造された7000系（4両編成 7801Fと7802Fの限定）が使用される。まれに他の編成および車両が入るが、その場合は車掌が乗務する。2002年から動物のイラストを車体にあしらうとともに中吊り広告も動物園関連のみの専用編成である「TamazooTrain」（当初は「TAMA ZOO TRAIN」）が運行されており、2011年3月13日までこれに6000系6722F（5扉車）が使用されていた。後継の7000系はしばらく専用の装飾を施さない状態で運行されていたが、2011年3月28日より新たに2代目専用車両となった7801Fの側面に動物のイラストがラッピングされた。なお、2代目の動物のイラストは先代と異なる。これに加え、2006年9月1日のダイヤ改定からそれまで観光シーズンとオフシーズンに分かれていた土曜・休日ダイヤが一本化され、2015年9月25日改正の現行ダイヤでは通年で土曜日・休日に京王線新宿発多摩動物公園行きの急行が1本運行されている。また、かつては平日にも新宿発の急行が1本設定されていたほか、土曜日・休日には都営新宿線本八幡発の急行（新宿線内各駅停車）が1本、新宿行きの急行が3本設定されていた。同月のダイヤ改定までは観光シーズン中の土曜日・休日に動物園への来園客のために新宿発の直通急行が設定され、高幡不動駅までの線内往復列車も最大で1時間あたり6本運転された。さらに、2001年3月27日のダイヤ改定まではシーズンダイヤ休日に高幡不動駅で高尾線系統と分割・併合する急行があった。高幡不動駅の構造上、高尾線系統と併合する上り急行は2番線に到着後同駅までの乗客を降ろして一旦京王八王子方に進み、それから上り線に転線し、4番線に入って高尾山口からの編成を待っていた。かつては新宿発の通勤快速も存在していた。2011年7月から9月にかけての節電ダイヤでは京王線に直通する急行運転が休止され、当線を走行する列車は線内運転の各停のみとなった。1960年に開設された東京都立多摩動物公園へのアクセス路線である。また、多摩動物公園駅に近い丘陵地には本田技研工業の子会社である株式会社モータースポーツランドが開設したモータースポーツセンター兼遊園地「多摩テック」も1961年に開業していて、両者への観光・レジャー輸送が主体となっていた。さらに、同線の開業と同じ1964年に多摩動物公園駅に近くで開学した明星大学（日野校）に続き、1977年には同大学隣接地に中央大学が多摩キャンパスを設置して駿河台キャンパスから機能を徐々に全面移転することに踏み切ったことで、両大学への主要交通手段となった動物園線は通学路線として大幅な乗客増となった。しかし、多摩都市モノレールの開業による通学客の移転、2009年の多摩テック閉園などで同線の需要は激減した。現在は一区間単線運行であるが、動物園の多客対応のために開業当初から複線分の用地が確保されている。多摩ニュータウン新線の建設に際し、京王多摩川駅からの延伸案、聖蹟桜ヶ丘駅からの延伸案とともに多摩動物公園駅からの延伸案が検討された。しかし、高幡不動駅でスイッチバックになり、急曲線、急勾配の連続になることから必要な輸送力の確保が困難なこと、また多摩ニュータウンの東側をカバーできないことから、早い時期に選択肢から外れた。現在は京王多摩センター駅まで多摩都市モノレールによって結ばれている。

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