北海道上磯郡木古内町字木古内にある駅。北海道最南端の駅である。東京方面の新幹線は、当駅を出ると青函トンネルに入っていき、次に停車するのは青森県内となる。
新幹線が開通するまでは、在来線の海峡線と江差線の境目となる駅だった。また、1988年までは松前線が、2014年までは江差線の木古内~江差間が当駅から分岐していた。
橋上駅舎であり、ホーム上部の2階部分に改札口がある。新幹線の駅としては利用客のかなり少ない駅だが、他の新幹線駅と同様にみどりの窓口が設けられている。
ホームは相対式2面2線。間に上り東京方面の通過線が1本ある。
駅の南北両側にロータリーが設けられている。駅周辺は木古内町の中心地区となっている。
駅の南側にはバス停留所があり、廃止となった松前線や江差線の代替バスなどが発着する。