vignette|upright=1.4|Une coupe du métro de New York à quatre voies, caractéristique des lignes principales de l'IRT.
La technologie du métro de New York comprend les procédés de construction de ses tunnels et de ses viaducs, ses systèmes de signalisation, la billettique et les équipements destinés à l'information des voyageurs. Le réseau, ouvert en 1904, combine ainsi des ouvrages plus que centenaires et des dispositifs de conception récente, dont le déploiement du contrôle des trains par communication constitue le chantier le plus lourd.
Les procédés de construction
vignette|gauche|La construction de la station de Columbus Circle en tranchée couverte.
À l'ouverture de la première ligne de l'IRT, en 1904, la méthode courante était la tranchée couverte : la rue était éventrée pour creuser le tunnel, puis reconstituée par le dessus, la circulation de surface étant portée entre-temps par des ponts provisoires en acier et en bois. Les du premier réseau étaient pour l'essentiel des immigrants installés à Manhattan.
Les entreprises se heurtèrent à des obstacles naturels comme artificiels : formations rocheuses, nappes exigeant un pompage permanent, dévoiement de vingt kilomètres d'égouts ainsi que de conduites d'eau, de gaz, de vapeur et de câbles électriques, dépose des lignes de tramway. Les fondations des immeubles élevés bordaient souvent le chantier et durent parfois être reprises en sous-œuvre.
Le procédé convenait aux terrains meubles proches de la surface, mais les sections profondes — les tunnels sous la Harlem River et l'East River — exigèrent le recours au bouclier et à des tubes en fonte. D'autres tronçons, sous Park Avenue et sous Broadway, furent creusés dans le rocher ou revêtus de béton.
Environ 40 % du réseau est établi en surface ou en viaduc : charpentes métalliques, viaducs en béton, remblais, tranchées ouvertes et sections au niveau du sol. Toutes sont intégralement dénivelées par rapport à la voirie et aux cheminements piétons, et la plupart des croisements de deux lignes le sont également, par des sauts-de-mouton. Seuls deux croisements à niveau subsistent en service régulier, à la et à Myrtle Avenue.
Les chantiers récents emploient des tunneliers, qui limitent les nuisances en surface et évitent les réseaux existants, au prix d'un coût supérieur : ce fut le cas du prolongement de l'IRT Flushing Line et de la Second Avenue Line.
La signalisation et l'automatisation
La MTA a entrepris de remplacer le cantonnement fixe d'une grande partie du réseau par le contrôle des trains par communication (CBTC), qui commande la vitesse ainsi que le démarrage et l'arrêt des trains. Largement automatisé, ce système repose sur un canton mobile : il réduit l'intervalle entre les trains, augmente la fréquence et la capacité, et transmet en permanence la position des trains à un poste de commande.
Les trains équipés se localisent en mesurant la distance parcourue depuis des balises fixes posées entre les rails. Une antenne d'interrogation installée sous chaque caisse dialogue avec ces balises et transmet la position par radio à un contrôleur de zone, qui délivre en retour les autorisations de mouvement. Le dispositif permet de resserrer les intervalles, de suivre les trains en temps réel — donc d'informer le public sur les arrivées et les retards — et de se dispenser des postes d'aiguillage complexes. Il suppose en revanche du matériel roulant compatible, que seules les séries récentes possèdent.
Les deux premières lignes
La BMT Canarsie Line, parcourue par la desserte , fut la première équipée, avec le système Trainguard MT de Siemens : ligne autonome, sans les entrelacements d'itinéraires qui caractérisent le reste du réseau, elle s'y prêtait particulièrement. Proposé en 1994 et approuvé en 1997, le projet fut installé à partir de 2000, les premiers essais eurent lieu en 2004 et l'équipement était pour l'essentiel achevé en , avec la mise en service de l'ensemble des voitures R143 compatibles. La croissance imprévue du trafic conduisit la MTA à commander des voitures R160 supplémentaires, mises en service en 2010 : la ligne put alors passer de quinze à vingt-six trains par heure, ce qui aurait été impossible sans le CBTC.
L'IRT Flushing Line, parcourue par la desserte , fut retenue ensuite pour la même raison d'autonomie. Les crédits furent inscrits au programme d'investissement 2010-2014 et les voitures R188 commandées en 2010 — commande mêlant véhicules neufs et transformation de R142A existantes. L'installation a été confiée à Thales.
L'extension au reste du réseau
Siemens et Thales ont mené avec succès, sur une voie de l'IND Culver Line, des essais de compatibilité entre leurs systèmes, ouvrant la voie à l'équipement de la division B. En 2016, les deux entreprises ont reçu le marché du CBTC sur l'IND Queens Boulevard Line, entre la et Kew Gardens – Union Turnpike. Le programme 2015-2019 prévoyait en outre l'équipement de l'IND Eighth Avenue Line de Columbus Circle à High Street, la modernisation des postes des et , et l'équipement des voies lentes de l'IND Culver Line.
La MTA prévoit que de voies seront équipés en CBTC à l'horizon 2029, dont l'essentiel de l'ancien IND, l'IRT Lexington Avenue Line et la BMT Broadway Line.
Le réseau emploie par ailleurs sur la division A — la Flushing Line exceptée — un système de supervision automatique des trains, qui permet aux régulateurs du centre de commandement de suivre en temps réel la position des trains et leur avance ou leur retard, et donc de retenir un train pour assurer une correspondance, de le dévier ou de limiter son parcours en cas d'incident.
En 2017, la MTA a commencé à expérimenter sur l'IND Culver Line une signalisation par radio à ultra large bande, capable de transporter davantage de données qu'un CBTC classique pour une installation plus rapide, et qui offrirait l'avantage d'apporter la couverture téléphonique en interstation.
Les portes palières
vignette|Une barrière basse installée au centre d'un quai.
La MTA s'est longtemps montrée réticente à installer des portes palières, bien qu'elle en étudie le principe depuis les années 1980. Il était d'abord prévu d'en équiper plusieurs stations de la Second Avenue Line et du prolongement de la Flushing Line, mais le projet fut abandonné en 2012 en raison du coût d'installation et d'entretien, de la disparité des emplacements de portes selon les séries de matériel, de la nécessité d'une interface de signalisation entre le train et le quai, et du risque de perte de temps à l'exploitation.
Une étude interne de 2019 a conclu que 128 stations seulement — 27 % du réseau — pourraient théoriquement en recevoir, et qu'une quarantaine d'entre elles seulement le pourraient dans l'état du parc, l'harmonisation des emplacements de portes demandant une dizaine d'années. Parmi les stations écartées, 154 auraient vu leur quai devenir trop étroit au regard de l'Americans with Disabilities Act et une centaine, pour la plupart aériennes, possèdent des quais en béton préfabriqué incapables de supporter la charge. Les autres se heurtent à des poteaux trop proches du bord du quai, à l'absence de local technique ou à l'inaccessibilité du quai.
Une expérimentation avait été annoncée en à la station de Third Avenue, sur la Canarsie Line, à la faveur des travaux du tunnel de la : les portes, hautes de , devaient être coordonnées avec les portes des voitures grâce à un système d'arrêt précis, et complétées de portillons de secours, de capteurs et de caméras.
Les barrières basses
À défaut, la MTA a posé à partir de 2023 des barrières basses au centre des quais — d'abord à la , à Bedford Avenue et à Crescent Street — afin de réduire le risque qu'un voyageur soit poussé sur la voie. Le dispositif a été étendu en 2024 à quatre stations supplémentaires, puis généralisé : 56 stations en étaient équipées en et 115 en de la même année.
Il s'agit de clôtures basses discontinues, sans porte coulissante entre les éléments. Les premières étaient des barrières rectangulaires jaunes ; celles posées à partir de la fin de 2024 sont grises, et celles de 2025 comportent un remplissage en treillis métallique et une main courante évasée vers l'intérieur. Elles sont fabriquées dans les ateliers de chaudronnerie de la MTA.
La climatisation des stations
vignette|La station de la – Hudson Yards, ouverte en 2015, fait partie des rares stations climatisées.
Tous les trains sont climatisés depuis 1993, mais la quasi-totalité des stations ne l'est pas : sept seulement disposent d'une installation de refroidissement, presque toutes construites au . En , la MTA a annoncé que toute station nouvelle en serait dotée, avec un abaissement de température escompté de l'ordre de sur les quais. Sont concernées Grand Central – , Cortlandt Street et South Ferry sur la Broadway – Seventh Avenue Line, la – Hudson Yards, trois stations de la Second Avenue Line et Lexington Avenue – . Six autres stations sont équipées de ventilateurs.
La direction des travaux de la MTA a jugé en 2022 que l'installation était irréalisable dans la plupart des stations anciennes, tant en raison de la puissance électrique nécessaire que parce que les grilles de ventilation existantes en ruineraient le rendement. Grand Central fait exception, une centrale de froid desservant le terminal ferroviaire se trouvant immédiatement au-dessus des quais depuis 2000. Selon le New York Times, équiper toutes les autres stations souterraines coûterait 4,8 milliards de dollars. La MTA a engagé en une étude de faisabilité, exploré en 2025 la géothermie dans le cadre de son adaptation au réchauffement climatique, et expérimenté l'année suivante un système de rafraîchissement par plafond rayonnant à la station d'East Broadway.
L'entretien : FASTRACK et le programme 2015-2019
vignette|gauche|Une fermeture nocturne du programme FASTRACK.
En , la MTA a lancé le programme FASTRACK, qui rompt avec les pratiques antérieures : plutôt que d'aménager le service, il interrompt totalement une section importante de ligne quatre nuits consécutives de semaine, de à . La MTA a jugé la méthode bien plus efficace, d'autant qu'elle porte sur la nuit et non sur le week-end, où se concentraient jusque-là les fermetures. Limité en 2012 au centre et au sud de Manhattan, le programme a été étendu aux autres arrondissements dès 2013, puis élargi en 2017 dans le cadre du plan d'urgence de 836 millions de dollars annoncé par Joe Lhota.
Le programme d'investissement 2015-2019 comportait par ailleurs l'Enhanced Station Initiative, refonte complète de trente-trois stations des cinq arrondissements, fermées jusqu'à six mois d'affilée. Les trente stations initiales devaient être reconstruites pour 881 millions de dollars, auxquelles s'ajoutèrent les deux stations de la – Penn Station — non fermées en raison de leur importance — pour 40 millions, et la station de Richmond Valley du Staten Island Railway pour 15 millions. Cinq gares du Metro-North Railroad et seize du Long Island Rail Road furent ajoutées fin 2017.
Les travaux portaient sur la couverture téléphonique, le Wi-Fi, des bornes de recharge, l'affichage interactif des perturbations et des plans, la signalétique, les écrans de décompte, le désencombrement des câbles, des cloisons vitrées en lieu et place des grilles métalliques séparant les zones payantes, un nouveau carrelage, la reprise des bords de quai et de l'étanchéité, et l'éclairage. Les chantiers étaient regroupés en « lots » de trois à cinq stations voisines ; les quatre premiers ont été achevés en vingt-trois mois, au début de 2019.
Les écrans de décompte
Sur la division A et la Canarsie Line