Jernbanestrækningen mellem Københavns Lufthavn, Kastrup og Lernacken på den svenske kyst, forvaltes af Øresundsbro Konsortiet. Jernbaneoperatører kan få tilladelse til at køre på Øresundsforbindelsen under forudsætning af at de har en overensstemmelseserklæring for den danske systemdel og ”spårmedgivande” for den svenske systemdel.
På den kunstige ø Peberholm er der etableret en systemgrænse, der adskiller hovedparten af de danske og svenske jernbanetekniske systemer – det gælder først og fremmest for sikringsanlæggene og de tilhørende ATC-anlæg.

For sikringsanlæggene er der konstrueret et særligt system for fejlsikker overdragelse af information mellem de danske og svenske anlæg. I forbindelse med togenes passage af systemgrænsen er der udviklet en såkaldt mobil dansk/svensk ATCsystemskiftekomponent, der automatisk omkobler togets overvågning mellem det almindelige danske mobile ATC-anlæg og det almindelige svenske mobile ATC-anlæg og omvendt.
Sporanlægget omfatter i alt cirka 34 sporkilometer. Der er i alt etableret otte sporskifter på Øresundsbrons jernbane. Fire på Peberholm station, der muliggør kørsel til og fra begge hovedspor i begge retninger, og fire beliggende ved den vestlige tunnelmunding.

Sporanlægget på broen og på Peberholm er traditionelle sporanlæg med almindelig ballastering. Sporet i Øresundstunnelen er en såkaldt Slabtrack konstruktion med skinnerne fæstet direkte til tunnelkonstruktionen.

Ved broens dilatationsfuger er der etableret 14 skinneudtræk som hver især kan optage broens længdeændringer på /– 600 mm. Hele det samlede sporanlæg på Øresundsforbindelsens kyst til kyst del er bygget til hastigheden 200 km/t.
Der er etableret ét kørestrømssystem på hele forbindelsen. Det elektriske system er det danske 25 kV/50 Hz-system, medens det mekaniske ophængningssystem er udført efter tysk/svensk standard.

Kørestrømsanlægget forsynes fra fordelingsstationer i enten Kastrup eller Lernacken. Der er etableret en neutralsektion på Lernacken, der adskiller kørestrømsanlægget på Øresundsbanen og det svenske system, som benytter 15 kV/16 2/3 Hz.

Kørestrømsanlægget er dimensioneret til 250 km/t ved brug af én strømaftager og 200 km/t ved brug af op til tre strømaftagere.
Der er etableret to sikringsanlæg på Øresundsbrons jernbane, ét for den danske anlægsdel og ét for den svenske anlægsdel.

På den danske side, det vil sige frem til systemgrænsen ved Peberholms vestlige stationsgrænse, er der etableret et sikringsanlæg af typen DSB 1990b, hvoraf den centrale del er placeret i Københavns Lufthavn, Kastrup station.

Både station og strækning er udrustet med det danske ATC-system (ZUB-123), samt i umiddelbar forbindelse med systemgrænsen ved Peberholm, også med det svenske ATC-system (EBICAB 700). Derved kan der ske et glidende skift mellem de to ATC-systemer i forbindelse med passagen af systemgrænsen i Peberholms vestlige ende.

Togdetektering foregår ved almindelige sporisolationer efter normalt dansk princip, hvor der detekteres direkte i sikringsanlægget via et sporrelæ.

Fra systemskiftet ved Peberholms vestlige stationsgrænse og frem til Lernacken er der etableret et svensk standard sikringsanlæg af typen STLV85. Sikringsanlægget ejes af Øresundsbro Konsortiet, og er placeret på Svågertorps station i forbindelse med SVEDABs sikringsanlæg, som også er af typen STLV85.

Togkontrolanlægget er etableret efter de gældende retningslinier for faste svenske ATC-anlæg. Togdetekteringen på de svenske anlæg sker ved sporisolationer som normalt i Sverige.
Den daglige trafikstyring på forbindelsen varetages af Banedanmark og Banverket med ansvar overfor Øresundsbro Konsortiet.

Betjeningen af det danske sikringsanlæg sker normalt via DC-fjernstyring fra fjernstyringscentralen på Københavns Hovedbanegård (RFC). Betjeningen
af det svenske anlæg sker via fjernstyring fra Driftledningscentralen (DLC) i Malmö.

Trafikledelsen foregår således i Sverige og Danmark ved to forskellige fjernstyringssystemer, der ikke kommunikere direkte indbyrdes.

Fjernstyringssystemet for kørestrøm er som fjernstyringssystemet for sikringsanlæg delt i et svensk og et dansk kontrolområde med den samme systemgrænse på Peberholm som de fleste øvrige jernbanetekniske systemer.

Fra Københavns Lufthavn Kastrup station til systemgrænsen på Peberholm styres kørestrømsanlægget på sædvanlig dansk vis fra Kørestrømscentralen (KC) i København. Fra Peberholm station til Lernacken station styres kørestrømsanlægget på sædvanlig svensk vis fra Driftledningscentralen (DLC) i Malmö.

For at minimere risikoen for toghavari på Øresundsbanen er der på både den danske og den svenske side etableret et detektoranlæg. Anlæggene omfatter kontrol af varmløbne hjul og lejer, afsporede tog samt, dog alene på dansk side, kontrol af læsseprofil (profilkontrol).
Både på den danske og på den svenske systemdel er det et krav, at tog er forsynet med strækningsradio. Strækningsradioen anvendes til al trafiksikkerhedsmæssig kommunikation mellem lokomotivførerne og RFC henholdsvis DLC.

Der er etableret to togradiosystemer på Øresundsbanen; en traditionel dansk strækningsradio MSR-3 og det standardiserede europæiske GSM-R togradiosystem.