上海地铁3号线（Shanghai Metro Line 3），又称明珠线，是上海第三条建成运营的线路，于2000年12月26日开通运营一期工程（上海南站站至江湾镇站），2006年上海地铁3号线汶水东路站更名为大柏树站，12月18日开通运营北延伸段工程（江湾镇站【不含】至江杨北路站），标志色为黄色。

1997年6月，上海地铁3号线【明珠线】开工建设，利用老沪杭铁路内环线和淞沪铁路高架进行改造，该项建设工程被列入上海市重大工程。

2000年12月26日，上海地铁3号线【明珠线】一期工程（上海南站站至江湾镇站）试通车，设19座车站线路，线路总长达24.97千米。通车仪式在石龙路站举行。

2001年12月5日，上海地铁3号线【明珠线】首批进口列车抵沪。

2002年8月8日，上海地铁明珠线更名为上海地铁3号线。

2005年12月31日，上海地铁4号线“C”型段中的虹桥路站至宝山路站的9座车站，与已运营的上海地铁3号线“共线运营”。

2006年上海地铁3号线汶水东路站更名为大柏树站，12月18日，上海地铁3号线北延伸段（江湾镇站【不含】至江杨北路站）通车试运营，车站总数达29座，线路总长达40.3千米。

2012年，申通集团向中国北车股份有限公司新订购35列列车、缩短列车间隔的规划不变。

2013年4月，上海地铁3号线、4号线原计划根据中华人民共和国发展与改革委员会公布的上海城市地铁建设规划调整方案，进行分线改造，但该分线计划后因故取消。

2014年1月31日至2月6日，上海地铁3号线江杨北路站至水产路站（不含）区段临时停运施工，配合进行专项整治。

2015年2月16日至28日，上海地铁3号线江杨北路站至水产路站（不含）区段临时停运施工，配合进行江杨北路停车场扩容改造工程。

2023年1月21日至27日，上海地铁3号线江杨北路站至长江南路站（不含）区段临时停运施工，配合开展线路设施改造和安全整治。7月20日起宝山路站启动不停运升级改造。

据2024年7月上海地铁官网数据，上海地铁3号线各站点的车站信息如下表所示。

注：1、石龙路站上下行付费区不连通；

2、上海火车站站换乘1号线、曹杨路站换乘14号线、上海南站站转乘金山铁路需出站。

上海地铁3号线南起徐汇区上海南站站，沿石龙路延伸，折向平行中山西路东侧，折向交通路，折向宝山路，折向东宝兴路，沿中山北路，逸仙路，穿越外环同济路立交桥，沿上海市绕城高速公路（国家高速G1503）北行，终点止于宝山区江杨北路站。

据2024年7月上海地铁官网数据，上海地铁3号线首末班车时刻表如下所示。

据2024年7月上海地铁官网数据，上海地铁3号线运行间隔如下所示。

截至2018年3月16日，上海地铁3号线日均客流量50.8万人次；2018年3月16日单日客流量最高达61万人次。

上海地铁3号线轨距1435毫米，该线含有3种车型：

上海地铁3号线大部分站台为高架站台；其中唯有铁力路站为地下站台且挖得不深，即使发生紧急情况也可以走逃生门撤离。在上海地铁3号线和4号线共线的站台候车时，如需乘坐上海地铁3号线，需乘坐黄色带“3”字样列车。上海地铁3号线所有车站均已安装半高安全门。

石龙路停车场位于上海市徐汇区石龙路龙吴路东侧、石龙路站附近，用于上海地铁3号线列车的停放和养护，与沪昆铁路设有联络线。

江杨北路车辆段位于上海市宝山区江杨北路富锦路东侧、江杨北路以东，用于上海地铁3号线列车的停放和养护，并承担上海地铁4号线列车的高级养护工作。

上海地铁3号线工作日晚高峰、平峰及双休日、节假日开行大小交路，其中大交路运行区段：上海南站站-江杨北路站；小交路运行区段：上海南站站至长江南路站。工作日早高峰时段，全线开行单一交路，即：上海南站站至江杨北路站。

上海地铁3号线宜山路车站为换乘枢纽中的后建车站，标准段区域深基坑的环境保护要求高，施工条件复杂，由于在基坑施工过程中采用了多种施工技术，并充分利用了时空效应原理和信息化管理手段，从而取得了较好的施工效果，为防止土建结构钢筋及沿线金属管线腐蚀，该线路高架轨道运用了先进的杂散电流防护。

上海地铁3号线宜山路站增设“安全灯带”和自动语音播报装置，通过视觉和听觉的双重提醒，增强候车乘客的安全乘车意识。考虑到光线可能造成的视觉疲劳，“安全灯带”设计为红、黄、绿等颜色交替显示。站台空闲，即没有列车的情况下，“安全灯带”处于闪烁的状态，提醒乘客在候车时，注意不要越过安全线；列车进站，乘客上下车时，与列车车门相对应位置的“安全灯带”会变为稳定点亮状态，而非车门区域则会灭灯。该装置使原先仅以色块区分的安全线更为醒目，加强了安全警示作用。目前灯带已经停止使用，改为半高安全门。

除了视觉上的警示之外，宜山路站还加强了语音安全提醒。在原有人工广播的基础上，分别在两侧站台对应的6处自动扶梯和楼梯口，安装了自动语音播报装置。

上海地铁3号线北延伸段8座高架车站在外观设计上全部采用“雁形”设计，远望如大雁展翅。

铁力路站：采用了全新的透光站厅的设计。铁力路站的站厅层在地面上，上部是“玻璃树”的造型，每棵玻璃树9.25米，钢结构树身，上部为展开的四片树荫，均为钢结构和玻璃构成的通透式设计。

上海地铁3号线采用由字母S和字母M变形组合成的上海地铁标志圆形的标徽，同时也采用了上海地铁吉祥物来自未来的小机器人畅畅。

上海地铁3号线作为中国第一条城市高架轨道交通线路，它的开通解决了城市道路与铁路交叉的严重干扰，构建起上海市区地铁网络的基本框架，沟通了中心城区与南北两翼的公共交通，方便了市民的出行，促进了地区的改造和开发；北延伸段的开通对缓解宝山地区居民的出行，也具有相当重要的作用。（腾讯网 评）

上海地铁3号线在虹桥路站和宝山路站之间共9个站点与上海地铁4号线采取城市地铁系统不常见的“共线营运”方式，有利有弊。虽然节约了不少投资，但同时牺牲了相互之间的运输能力，也提升了自动控制的复杂程度。（大申网 评）