現在12路線（196駅327.5km）で運行しているモスクワ地下鉄は、旧ソ連時代の「国家５ヵ年計画」により建設が進められ、運営はモスクワ市地下鉄公社が担当している。最初の建設計画は1931年に決定され、1932年に着工された。最初の開通は1935年５月、１号線Sokoljniki ～ Park Kuljtury 間9.5km及びその分岐線（３号線）Kaliniskaya（現Arbatskaya）～ Smolenskaya 間2.1kmの合計11.6kmであった。
計画にあたっては、ロンドン、ニューヨーク、パリ、ベルリンの各地下鉄からの技術支援を得たが、設計と建設は旧ソ連の技術者により行われた。環状路線と放射路線によって路線網が形成されている。環状路線である５号線はモスクワ市の中心を取り囲む直径約5km、全長19.3kmの路線である。当初、環状線の計画はなかったが、２号線と３号線の開業に伴い、市中心部の乗換駅での混雑が顕在化したため建設されたものである。モスクワ市とロシア各都市を結ぶロシア鉄道の多くの路線が５号線の駅と連絡している。
地下鉄建設は第２次大戦中も続行された。北西線及び北東線の放射線は1948年に完成、環状線は1950年から順次開通し1954年に完成した。建設にあたっては、シールド工法（シールドの直径6.1m）が採用された。1990年代までは資金不足のため建設はあまり進まなかったが、近年になって連邦政府の建設資金補助が増加されるなど、地下鉄建設に積極的になってきた。
2008年１月７日には３号線の延伸部分Park Pobedy ～ Kuntsevskaya 間及び４号線の延伸部分Strogino 駅が開業した。これを機に４号線のKuntsevskaya ～ Strogino 間が３号線に統合され、４号線の西方の終点はKuntsevskaya 駅となった。その後も漸次各路線での延伸開業が続き、2014年８月に７号線のTushinskaya 駅とSchukinskaya 駅の間にSpartak 駅が開業、同年12月には１号線が南に延伸され196駅目となるTroparyovo 駅が開業した。現在は、１・２・７・８・10号線の延伸工事や13号線の建設が進められている。
車両は２種類のタイプが採用されており、標準タイプの車両は長さ19m、４ドア、新型車両は長さ27m、４ドアである。４号線と12号線を除くすべての駅のホーム長は162mであり、標準タイプの車両で８両編成運転が可能な構造となっている。
モスクワ地下鉄の軌間はロシア標準規格の1520mmで、集電は第三軌条方式である。駅間の平均距離は1800ｍと長く、一番長い区間は３号線のKrylatskoe ～ Strogino 間で6.6kmもある。したがって、列車の平均速度（駅停車時間含む）も41km/hと速い。また、世界でも有数の高頻度運行を実施しており、ピーク時の運行間隔は90秒（40 本／時間）で運行している。
信号システムは、自動閉塞方式ATC を導入しており、CTC による制御方式を採用している。また、一部の路線ではATO による運転が実施されている。
豪奢な駅の建築・装飾で知られるモスクワ地下鉄であるが、地下深くに建設された駅が多いため、エスカレーターは毎分60ｍと日本の約２倍の速度がある。同じホームで乗り換えができるのは、６・７号線のKitaj-Gorod 駅、２・11号線のKashirskaya 駅、６・８号線のTretjyakovskaya 駅、３・４号線のKuntsevskaya 駅、3・8 号線のPark Pobedy 駅の５駅のみで、その他の乗換駅は、各線独立した駅名やホームがあり、地下通路でつながっている。地下鉄シェアはモスクワの全交通量の57% と非常に高く、世界有数の年間輸送人員を誇っている。
また、車内放送は、郊外から市中心部に向かう列車は男性の声で、市の中心部から郊外に向かう列車は女性の声（環状線では右回りが男性の声、左回りは女性の声）でアナウンスされる。

運賃

30ルーブル均一（ICカード「トロイカ」を用いた場合）

乗車券

１回券、回数券等

旅客案内

ロシア語

その他

①エスカレーターでいったん出口に向かうと、改札を出て、改めて乗車券を購入しない限りホームに戻れない
②運転間隔を短くするために、列車の加減速度が大きい

地下鉄工事中に秘宝を発見

2011年に着工した１号線のYugo-Zapadnaya 駅から南方への延伸工事中に、貴金属や宝飾品が入った壺が３つ発掘されたと報じられた。16〜17世紀の女性用装飾品と鑑定されたこれらの「秘宝」は、モスクワ歴史博物館の革命前期コーナーに寄贈されたとのこと。

地下鉄博物館

１号線のSportivnaya 駅構内にあり、入場は無料で、主に地下鉄の歴史を中心に展示している。特に宣伝している様子はなく、ロシア語がわからなければ入口も見つけにくい。なお、ウェブ上では、日本人旅行者などによる訪問記がアップされている。

モスクワ地下鉄の駅名

モスクワ地下鉄の路線地図の中で、Kievskaya 駅とあるのは、実は「キエフ駅」のことで、キエフ方面への列車の出発する駅のことである。ロシア語で「駅」というのは「vokza（l 東京駅のような大きな駅、男性名詞）と「stantsiya（地下鉄の駅のような普通の駅、女性名詞）とがあり、地下鉄では後者が多く使われている。そこでKievskaya 駅で、キエフ（への）駅という時は形容詞「キエフ（への）」というロシア語も、stantsiya という女性名詞を修飾するため、主格ではKievskaya となる。stantsiya は省略されている。ロシアの地下鉄の駅名に「-skaya」というのが多く見られるのはこのためである。

豪華な駅の建築・装飾

モスクワ地下鉄は駅の建築と装飾の豪華さが有名で、観光客向けにツアーが組まれているほどである。Kievskaya、Komsomoljskaya、Novoslobodskaya、Mayakovskaya 駅などが代表的だが、近年建設された駅はシンプルで現代的なデザインとなっている。