梶が谷駅
駅構造
島式ホーム2面4線を持つ地上駅で、ホーム上に橋上駅舎を有する。ただし、駅の所在地が全体として谷間になっており、駅舎・改札口は駅前道路と同一平面で接し、ホームは1階分ほど低くなっている。
一部の各駅停車は当駅で急行または準急の通過待ちを行う。下り線（長津田・中央林間方面）は、1番線は急行・準急（通過）および通過待ちのない各駅停車が、2番線は通過待ちを行う各駅停車が使用する。上り線（渋谷方面）は、3番線はすべての各駅停車、4番線は急行・準急（通過）が使用する。
上下線ともにホームが大きく湾曲しているため、列車の客用扉を閉める時や発車のときには、車掌によるモニター監視ではなく、駅の信号扱所内にいる駅員がホームをモニターで監視し、車掌に戸閉め・発車の合図を送っている。そのための表示灯設備が5両・8両・10両編成の最後尾付近の柱にある。
2007年の駅改良工事により、4番線は通過専用線に変更された。乗客から完全に分離するため、ホーム上には安全柵が設置されている。方面標識には「ご乗車になれません」と表記され、黄色い点字ブロックも撤去された。列車案内表示板の4番線についての案内や自動アナウンスも廃止され、列車通過時は列車案内表示板に「4番線に電車がまいります。」表示と警告音の鳴動のみに変更された（駅員によるアナウンスがある場合もある）。
宮崎台寄りには引き上げ線がある。かつては当駅止まりの電車も設定されていたが、2009年現在は世田谷区たまがわ花火大会・川崎市制記念多摩川花火大会の臨時列車運行時と大井町線車両の留置に伴う折り返しなどに使用される。これに先行して駅舎の拡大とバリアフリー対応工事が施工された。駅舎が中央林間側に拡幅され、拡幅した位置にホームへのエレベーターが、また駅舎内に店舗が、駅舎下のホーム部分にトイレが新設された。バスターミナルは以前はバスの転回所であったものを再整備したものである。
駅改良工事
二子玉川 - 溝の口間の複々線化（大井町線の延伸）に伴う大井町線梶が谷車庫の建設に合わせ、駅改良工事が実施された。2007年5月2日までは上り線も下り線と同じく外側4番線が急行通過待ちのない各駅停車、内側3番線が通過待ちをする各駅停車が使用する、という形態であった。
梶が谷車庫
大井町線の急行運転開始に伴い、4番線の宮崎台寄りに大井町線の梶が谷車庫が設置された。大井町線の急行用車両（6000系・6020系）が留置される。なお、この車庫の線路は4番線の中途から分岐しており、1 - 3番線からは入線できない構造になっている。
駅名の由来
1960年に免許された際の仮称駅名は「梶ヶ谷」だった。これは古くから伝わる駅所在地の名を採ったものとされている。そして、1965年9月の常務会で「梶が谷」に正式に決定した。