广州地铁6号线是广州地铁的运营路线之一，属于城市轨道交通系统。代表色为紫色。全线大致呈东西走向的U字型，目前共设32座车站（其中1座车站尚未启用）、1个车辆段和1个停车场。贯穿白云区、荔湾区、越秀区、天河区、黄埔区。车厢编制为4节L型编组列车。
六号线分为首期和二期建设，首期在2013年12月28日开通，二期则在2016年12月28日开通。
路线起点为广州西面的金沙洲地区的浔峰岗，高架跨过北环高速公路后沿金沙洲路中央往东南方向前进，于沙凤村东侧以白沙河大桥横跨珠江支流，连接到大坦沙岛之沙头顶。之后路线转向正南，由高架转入地下隧道，往南至双桥路侧下穿广三铁路后，斜穿珠江支流，进入旧广州南站范围内多宝路处设如意坊站。路线沿黄沙大道往南抵达大同路处的黄沙站。之后路线沿六二三路，穿过文化公园，人民南路，沿一德路抵达海珠广场。绕过广州解放纪念碑后，依次经过泰康路、万福路、越秀南路后，穿过东华南路（粤语：東華南路）及大沙头路附近的一大片建筑物，抵达东山湖公园。隧道下穿东山湖，折往东北方向，沿东山大街、龟岗大马路、署前路行进。随后路线辗转沿农林下路往北，再以小半径曲线转入先烈中路、先烈东路，再转入广州大道北、兴华路往东行走。路线沿燕岭路往东北行进，经过华南植物园、跨华南快速高架桥。之后一直沿广汕路继续往东前进，经林业学校、柯木塱村、天河软件园，过大观路口后进入黄埔区（原萝岗区）。线路经黄陂村后转向东南、沿开创大道经暹岗后折往东方向，下穿北二环高速公路，止于荔红路口的终点香雪站。
首期设浔峰岗停车场，位于浔峰岗站西南（佛山市万科四季花城以北），两者被小山丘相隔。控制中心亦将设于浔峰岗停车场内。二期增设萝岗车辆段，位于香雪站东南。
在1997年的《广州市城市快速轨道交通线网规划研究（最终报告）》中，当时的7号线走向已经与现时6号线大致相同，中段大致沿珠江北岸行走，往西通过黄沙后则直接过江往芳村滘口，然后再往西，以三眼桥为终点。而往东则在通过越秀南客运站后则立即转往北，与1号线在烈士陵园站交汇。随后下穿广州起义烈士陵园，转入先烈路往东北行走。随后通过广州大道北，兴华路，进入广汕路。最终以高塘石站为终点。
后来于2003年方案中，西段线路在通过黄沙之后不过江，继续沿珠江沿岸到达旧广州南站一带，随后转入大坦沙岛，沿桥中南路再转向正北穿过该岛。最终在沙头顶向西北方向跨过珠江，进入金沙洲设沙贝站。随后线路沿沙凤一路、环洲四路和环洲五路呈“U”型行进，最终以黄丽路彩滨北路口（当时称为A区站）为终点。而中段则改为绕经二沙岛西端设站后再北上，与1号线则改为在东山口站交汇。后来金沙洲段拉直，改走金沙洲路，中段也不再绕经二沙岛，改为下穿东山湖公园直接北上。6号线首期走向基本得以定型。
随后6号线被分为两期建造，浔峰岗站至长湴站一段作为6号线首期，长湴站至高塘石站一段则为二期路段。2006年，萝岗区选择直接通往广州市区的6号线连接萝岗中心区。因此6号线二期从高塘石站开始，沿开创大道大幅延长进入萝岗区（现黄埔区之一部分），掠过广州科学城北缘，6号线二期的走向亦得以定型。
6号线亦曾有多项延长规划，但最终均被取消：
2006年6月21日，国家环保总局批复六号线环境影响报告书。
2005年6月28日，六号线试验段黄沙站开工，随即开始首期路段长达八年的艰难建设。六号线穿越多个地质恶劣地带，工程进展并不顺利，曾出现涌水、地陷甚至爆炸等险情，也出现过施工意外。同时由于拆迁工作的不顺利，数个车站工期被一拖再拖，沙河站因拆迁进度胶着十多年，导致无法建造6号线的车站大厅及设备层，只有站台隧道完成建造，自6号线开通至今不停站通过；黄花岗站原定车站位置则因施工影响到沿线居民，引起他们不满并进行抗议，被迫在开工后停工，并往北迁移站位200米，严重影响全线工期。同时由于部分车站工期被拖延，导致其施工围蔽时间亦被大幅拖长，也引起了很多市民的不满。
由于全线各段进度差距甚大，部分车站早已封顶，部分区间亦早已贯通开始铺轨，甚至已移交运营进行调试，同时也出现部分车站仍在施工，部分区间段甚至未开工的情况。进度落后的区段成为制约首期线路开通的瓶颈，也导致六号线开通时间一拖再拖。
2013年4月24日，广茂铁路改建明挖段隧道完工，标志着六号线首期全线隧道贯通。5月30日，首期全线短轨通，标志六号线首期建造已进入尾声。大部分车站及轨行区亦已于8月10号从建造事业总部三权移交给运营事业总部。从10月14日开始全线进行运营时刻表演练，不载客试运行。12月26日，广州市地下铁路总公司公布，六号线定于2013年12月28日14:00开通试运营。
2013年12月28日上午，广州市地下铁道总公司举办“六路通达，感恩八方”六号线首期开通见证会。同日下午1时50分，六号线首期正式开通试运营。
2015年1月28日，一德路站正式启用。
2009年10月18日，萝岗站作为6号线二期试验性工点率先动工，并在2010年广州亚运会前主体结构封顶。
2011年6月17日，二期工程正式开工建造。
2013年6月3日，萝岗站至香雪站区间左线盾构隧道顺利贯通，为二期工程首段隧道贯通；2013年10月15日，高塘石站主体结构封顶，为继萝岗站后第二个主体结构封顶的二期车站；2014年4月1日，金峰站至暹岗站区间盾构隧道双线贯通；2014年5月21日，柯木塱站至高塘石站区间左线盾构隧道贯通。2015年1月15日，暹岗站~苏元站区间左线贯通。
2015年12月29日，苏元站主体结构封顶，标志着六号线二期全线车站完成主体结构工程。
2016年1月20日，高塘石-黄陂站右线盾构隧道完工，标志着六号线二期全线隧道贯通。
2016年6月30日，二期全线路轨贯通。7月8日，二期全线送电成功，标志六号线二期建造已进入尾声。二期全部车站及轨行区亦分别于9月13日和19日从建造事业总部陆续将属地管理权、调度指挥权、设备操作维护使用权移交给运营事业总部，随即于20日进入运营调试阶段。从10月30日开始全线进行运营时刻表演练，首期路段（浔峰岗-长湴）保持目前运营服务水平，二期路段（长湴-香雪）不载客运行。
2016年12月26日广州地铁在微博公布，6号线二期将于12月28日首班车起开通试运营。
2016年12月28日，6号线二期正式开通试运营。
2017年6月28日，植物园站与柯木塱站正式启用。
六号线全长42.0公里，全线共设31座车站（不含未开通的沙河站），现时有9座为换乘站。位于金沙洲内的三座车站（浔峰岗、横沙及沙贝）为高架车站，其余二十八座车站（不含沙河站）均为地下车站。值得一提的是，由于五号线坦尾站为高架车站，六号线坦尾站为地下车站，因此该站将采用高架-地下的换乘设计。
一期的沙河站由于房屋拆迁问题以及与后来规划落实在建的11号线交汇的影响，导致车站站厅和设备层无法兴建，因此该站现时未能开放，列车不停站通过。
六号线一期开通时，除区庄站外，其他开放的车站均在站内设有男女公共洗手间，是广州地铁首条普遍设有公共洗手间的路线。同时，6号线全线列车和车站指示牌、广告灯箱均使用比荧光灯寿命更长的LED灯作照明。
浔峰岗停车场是6号线其中一个列车维修基地和后勤保障基地，同时6号线运营控制中心亦设置在停车场中。位于白云区环城高速公路外侧，金沙洲A1路延伸至浔峰岗尽端西侧约700米处、山前路以北的山谷内。
初期计划的六号线西起浔峰岗，东至高塘石，于路线西端设浔峰岗停车场，路线东端设高塘石车辆段。其后由于初期路线建造范围仅为浔峰岗至长湴，因此浔峰岗停车场亦设有试车线、列车卸载设备，以承担初期的车辆段功能。
随着六号线东延伸萝岗段日益明确，六号线东延伸将在黄埔区荔红路东侧设萝岗车辆段。加之高塘石车辆段原位置的农地征用较为困难，因此将车辆段移到萝岗新城区域内，亦可加快征地的进程。目前萝岗车辆段已于2016年9月26日将属地管理权、调度指挥权、设备操作维护使用权从建造事业总部移交给运营事业总部，随即于27日进入运营调试阶段。
六号线从2016年12月28日起，每天在高峰及中峰期开行浔峰岗至长湴（或黄陂）区段的短线车（小交路），以及浔峰岗至香雪的长线车（大交路）。并采取2+1制度，即每两班长线车开出后，第三班列车为短线车。三班列车采取以下安排（以上行为例）：
2019年7月1日起则在工作日高峰期间把部分短线车的尽头站调整至黄陂站，以疏导植物园至黄陂沿途各站的客流。
低峰期则全数为浔峰岗至香雪的长线车运行。
现时六号线所有列车在报站前均会提醒乘客列车即将开往哪个方向，全线车站站台显示屏均有显示接下来三班列车的尽头站和到达时间。
6号线首期连接金沙洲新社区、珠江北岸老城区内多个新旧住宅区和批发市场（文化公园至海珠广场、东湖、天平架等），以及部分商业区（东山口、海珠广场等），同时也和广州地铁线网现有其它中心城区内的主干线均实现换乘（和1号线、5号线两条重点东西向主干线更能换乘两次）；二期则起放射线的作用，连接广州中心城区和外围的广州科学城和萝岗中心区。作为市区加密线的定位，首期在市区的走线较为迂回，行走路段均为交通次级干道，设站也相对更为密集，起到加密老城区地铁覆盖面的作用。
6号线首期开通前夕广州地铁方面预测日均客流达70万人次，但开通后却以日均40多万人次的水平起跑。但随着乘客对线路日渐熟悉以及出行习惯的改变，2014年底6号线日均客流已录得接近60万人次，最终于2016年突破当初预测的日均70万人次的水平。因6号线未能直接连接重点商业区，首期沿线通勤客流大部分均需通过换乘其它市区线路来往工作岗位，使得6号线首期客流以短途乘客为主，同时也推高其它线路的换乘客流。二期通勤客流则以沿线来往中心城区以及来往科学城上班的乘客为主。
现时二期开通后，6号线日均客流量接近90万人次，早晚高峰期列车时常出现挤迫的情况；车站站台，特别是换乘站因车站规模狭小空间不足，更经常出现拥堵（如黄沙、海珠广场、东山口、区庄等）。2019年五一假期期间，6号线单日客流终突破100万人次。
现时六号线全线使用由南车四方制造的直线电机车辆，于2010年4月签订列车采购合同，为4节编组，共计196辆，49列（含一期27列、二期22列）。后再追加两列，共计204辆，51列（修改一期为40列、二期11列）。2011年10月11日，首列列车（001-002）在南车四方下线，并在当月19日抵达广州。
2018年10月底，广州地铁发布的招标文件计划将为6号线购入38列新列车，令全线车辆总数大幅增至89列。首列增购列车（06x103-104）于12月9日在中车广东轨道交通车辆有限公司下线，并在同月11日抵达广州。该批列车已于2020年6月18日开始正式上线载客运营。
由于受到老城区的地理因素及线路设计等影响，6号线有以下的特点：
6号线的用车，是整个6号线工程里面最为扑朔迷离、峰回路转的部分。
按照国家发改委的批复，本线会采用4节编组的直线电机驱动的列车。不过直到2009年才有媒体开始质疑，采用4节编组的载客量有机会难以满足系统远期的客流需求，地铁方面亦因此考虑更改5节编组的直线电机车辆，以及A型和B型列车的系统适应性研究，但最终仍然决定采用最初的系统设计。不过在此段时间内展开的二期部分，已按照6节编组B型车进行总体设计。
2008年4月，六号线的列车由北车长客股份中标，将购入108辆车厢，共27列列车。但后来广州地铁与北车长客，以及系统供应商庞巴迪的谈判破裂，亦因此废标。废标后则将六号线一期与二期工程的列车打包招标，列车数量比之前的27列为多，势必吸引更多的制造商参与竞标。最终6号线列车由南车四方中标。
为弥补6号线使用四节编组列车的缺陷，因此在部分L3型列车的每两节车厢把6人座椅由4条调整为2条，以增加空间提升运力。但是随着6号线二期的开通，客流日渐增高，更令运营方需要购入增购列车以增加线路的运力。
6号线走线西段贯穿建筑密集的老城区，为了避开建筑物地基、下穿河涌或1号线、2号线等既有早期线路，首期部分车站需要跟随走线埋于深达二十多米甚至最深三十几米的地层。加上金沙洲的地质非常恶劣，即使多次改道或避开建筑物地基及下穿河涌，仍然不适合建设全地下线路，容易构成安全风险，所以6号线在河沙站以北慢慢伸延到地面，随即以高架桥的形式前往金沙洲并在岛内设三座高架车站。
同时，由于线路设计和使用4节列车编组原因，首期大部分车站空间狭小。由于车站长度较短空间不足，部分车站只能设置一组（两条一组或三、四条）扶梯及最少一条楼梯来往站台和站厅，埋深较大的车站更由于没有足够空间设置直接从站厅到站台的扶梯，而需要以多条较短的扶梯以迂回的形式连接。而且老城区施工空间严重不足，以及尽量减少对路面交通造成影响，部分车站更只能以暗挖形式建造站台，导致站台候车空间比较为狭窄局促。不过二期路段沿线不属于发展成熟地区，施工受到的限制比较少，因此二期的车站规模都比首期的车站更为宽敞。
6号线首期使用4节编组L型车运行（即与4号线一样），并且土建方面没有预留增加编组的条件，同时6号线二期的工程可行性报告（简称工可）中指出，首期将会有数个车站与区间的客流超过设计运力，预计4节编组列车将难以应付沿线巨大客流。当二期落实延伸至萝岗后，初、近期都要和首期路段以4节编组列车贯通运行，工可中亦指出贯通后全线高峰断面客流亦会超过设计运力，预计将大大加剧6号线运力不足的情况。
所以6号线二期计划在远期线路客流过大溢出时，进行线路拆解，为首期线路分流来自萝岗的客流。设计时已在植物园站预留拆解延长条件，设计为双岛四线式车站，供拆解后在该站进行平行换乘。同时二期各站站台建设时已留足可以容纳6节编组B型车的长度，并在隧道上方预留悬挂接触网之空间，计划二期拆解后改用B型车，以减少在车辆上的投资；但现有6号线的列车设计上也预留了可以改为任意数量编组的条件，因此也保留了拆解后二期继续使用直线电机车辆的可能性，避免因为改变车型带来的资源浪费。
不过现时6号线二期各站的站台布置和屏蔽门已按照6节编组L型车长度进行设计和安装，在其以外原可供6节编组B型车使用的站台空间已划为卫生间及车站设备区；站台轨行区亦按照L型车的地台高度进行相应配置。因此若最终确定拆解后仍使用B型车，则需要对二期线路及各车站停运，进行大幅度的土建及设备改造，以适应6节编组B型车的需要。
拆解后6号线4节编组列车改为在一期线路中运行；而二期将会拆解为独立运营的新线并使用6节编组列车运行，并需要从植物园延伸进入中心城区。但届时萝岗车辆段则会拨归拆解后的新线使用，6号线则只能使用浔峰岗停车场，但该停车场收容能力过小，同时三面环山，没有扩建条件，不能满足6号线的客流需求。而且拆解线在植物园站无法折返，而内侧的6号线亦只能通过单渡线进行站前折返，不利于换乘，拆解后各自都必须延长以满足功能。故6号线本线亦需要在植物园站继续往北延长，以寻找地方兴建新车辆段；拆解线亦需要于植物园延伸进入中心城区，避免二期客流继续涌入一期，达到分流的效果。
在2015年《广州市新一轮城市轨道交通建设规划方案》中，6号线二期将拆解为23号线，两端分别延长至京溪南方医院站以及官湖站；一期则计划从植物园站北延至龙洞北站。但在2017年11月《广州市轨道交通线网规划修编》中，23号线则变更为一条完全新建的线路，不再由6号线二期拆解。在2019年1月1日的新闻报道中，6号线二期（植物园至香雪段）的拆解线路变更为20号线，由植物园站向南延伸，经天河东路、猎德大道行走，已知途经石牌桥站、猎德站、猎德大道站、最终过江到达广州塔站；而新6号线北段亦继续延长至广州中学站。
故综合上述种种因素，线路拆解仍只是处于初步计划阶段，没有实施时间表。
