多摩センター駅は、京王相模原線（京王多摩センター駅）、小田急多摩線（小田急多摩センター駅）、そして多摩都市モノレール（多摩センター駅）の3つの鉄道網が集約された多摩エリア屈指のターミナル駅です。
京王多摩センター駅の運行体制を見ると、特急・急行を利用することで新宿駅まで最速約30分台で直通アクセスが可能です。さらに有料座席指定列車「京王ライナー」の停車駅となっているため、夕夜間の帰宅ラッシュ時にも確実に着席して快適に移動できる点が通勤客から高く支持されています。
小田急多摩センター駅の路線網は、東京メトロ千代田線への直通運転（急行・通勤急行）により、大手町駅や霞ケ関駅などの都心ビジネス街へ乗り換えなしで直結しています。また、隣駅の小田急永山駅や新百合ヶ丘駅を経由してロマンスカーや小田原線本線への接続もスムーズです。
南北の移動軸を担う多摩都市モノレールは、多摩センター駅を始発駅として立川・玉川上水方面を結んでおり、中央線や西武線との連携を強化しています。現在検討が進む町田方面へのモノレール延伸計画についても、今後の広域交通利便性をさらに押し上げる要素として注視されています。
各駅の接続動線は非常にシンプルで、駅構内の案内サインに従えば地上デッキを介して段差なくスムーズな乗り換えが可能です。バリアフリー設計も完備されており、車椅子やベビーカーを利用する層にも優しい駅構造が整っています。
