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青い森鉄道の線路を利用するJRの寝台特急は、北斗星が1日1往復、カシオペアが週3往復。JR東日本などによると、来年3月の北海道新幹線開業に向けて新幹線車両の走行試験が本格化するため、夜間に青函トンネルを通過する北斗星の運行継続は困難と判断した。車両が老朽化し、設備更新に多大な費用がかかることも廃止の一因という。
青森県内で北斗星の乗り降りはできないが、青い森鉄道の青森-目時(青森県三戸町)間・約122kmを通過する。JRが乗り入れる三セク区間としては全国最長。青い森鉄道は2013年度、JRからこの区間の通行料として3億8800万円を得た。年間旅客収入(18億5300万円)の2割を占め、北斗星廃止後は大幅な減収は避けられない。