山手線には現在全30駅が存在します。34.5kmを30駅で割ると、平均駅間距離は約1.15kmとなります。都心部ならではの短い駅間が連続していますが、区間ごとに見ると大きな高低差や距離の開きがあります。
山手線内で最も駅間距離が長いのは、品川駅〜大崎駅間の約2.0kmおよび田町駅〜浜松町駅間の約1.5kmです。一方、最も駅間距離が短いのは日暮里駅〜西日暮里駅間のわずか0.5kmで、電車が発車して加速するとすぐに減速態勢に入るほどの至近距離に位置しています。
なお、新設された高輪ゲートウェイ駅と隣の田町駅との距離は約1.3km、品川駅との距離は約0.9kmとなっており、山手線南側の線路再開発に伴う景観の変化とともに、新たな人の流れを生み出しています。