De spoorlijn Mainz – Frankfurt am Main ook wel Mainbahn genoemd is een Duitse spoorlijn als lijn 3520 Mainz – Frankfurt en gedeeltelijk parallel aan dit traject lopende 3683 Kelsterbach – Flughafen Regionalbahnhof – Frankfurt-Goldstein onder beheer van DB Netze.
Parallel aan dit traject loopt aan de noordelijke oever van de Main de Taunusbahn tussen Frankfurt am Main Hauptbahnhof (vroeger Taunusbahnhof (Frankfurt)) en Wiesbaden Hauptbahnhof (vroeger Taunusbahnhof (Wiesbaden)).
Het traject tussen Mainz en Frankfurt Forsthaus bij de tegenwoordige Friedensbrücke in de omgeving van de Main-Neckar-Bahnhof werd door de Hessische Ludwigs-Eisenbahn-Gesellschaft op 3 januari 1863 geopend.
Op 1 april 1897 werd ook de Hessische Ludwigs-Eisenbahn-Gesellschaft genationaliseerd en de bedrijfsvoering ondergebracht bij de Preußischen Staatseisenbahnen.
De Preußischen Staatseisenbahnen ging op 1 april 1920 over in de "Länderbahnen" van de Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft (DRG).
De Deutsche Bahn verzorgt het personenvervoer op dit traject met RE- / RB-treinen.

De S-Bahn, meestal de afkorting voor Stadtschnellbahn, soms ook voor Schnellbahn, is een in Duitsland ontstaan (elektrisch) treinconcept, dat het midden houdt tussen de Regionalbahn en de Stadtbahn. De S-Bahn maakt meestal gebruik van de normale spoorwegen om grote steden te verbinden met andere grote steden of forensengemeenten. De treinen rijden volgens een vaste dienstregeling met een redelijk hoge frequentie.
De treinen van de S-Bahn Rhein-Main tussen Mainz en Frankfurt maken gebruik van dit traject.
In de volgende plaatsen was of is er een aansluiting van de volgende spoorwegmaatschappijen:

Het traject werd in 1960 geëlektrificeerd met een spanning van 15.000 volt 16⅔ Hz wisselstroom.