En 2010, Noctilien est un réseau qui fonctionne entre 0 h 30 et 5 h 30 du matin et qui est exploité par la RATP et la SNCF. Comme Transilien et Mobilien, Noctilien rappelle que l'adjectif nommant tout ce qui à trait à l'Île-de-France est francilien, d'où le gentilé des habitants de la région. Il est composé de quarante-sept lignes de nuit, circulant dans Paris intra-muros et dans presque toute l'Île-de-France (grande et petite banlieue), énumérées dans les articles :
Ce réseau se compose de deux lignes dites circulaires (N01 et N02) faisant une ceinture entre toutes les grandes gares parisiennes, de trente-sept lignes dites radiales (N2X, N3X, N4X, N5X, N6X, N12X, N13X – sauf N135 –, N14X, N15X) partant d'une gare parisienne (et de la place du Châtelet, près de la gare de Châtelet - Les Halles) pour la banlieue, de six lignes dites traversantes (N11 à N16) reliant une banlieue à une autre en passant par Paris et de deux lignes de rocade en banlieue (N71 et N135) ne desservant pas Paris.
Ces lignes sont numérotées ainsi : chaque numéro de ligne est précédé de la lettre N pour Noctilien puis d'un numéro propre à deux ou trois chiffres :
Les lignes de bus Noctilien, qui sont exploitées par la RATP, sont remisées dans les centres bus RATP répartis à Paris et dans la banlieue. Ils ont pour mission d'assurer l'entretien préventif et curatif du matériel.
La tarification des lignes Noctilien est particulière. Il faut valider un ticket t+ pour les deux premières zones tarifaires empruntées, puis un ticket t+ par zone supplémentaire. Ainsi pour un trajet de banlieue à banlieue en traversant Paris (sans correspondance), il faut valider autant de tickets t+ que de zones empruntées sans les compter deux fois.
Les exemples suivants illustrent cette tarification :
Un ticket t+ validé dans un bus ne permet pas d'emprunter le métro ni le RER. Les lignes Orlybus et Roissybus, assurant les dessertes aéroportuaires, disposent d'une tarification spécifique mais sont accessibles avec les abonnements habituels.
Le financement du fonctionnement des lignes (entretien, matériel et charges de personnel) est assuré par la RATP. Cependant, les tarifs des billets et abonnements dont le montant est limité par décision politique ne couvrent pas les frais réels de transport. Le manque à gagner est compensé par l'autorité organisatrice, le STIF, présidé depuis 2005 par le président du Conseil régional d'Île-de-France et composé d'élus locaux. Il définit les conditions générales d'exploitation ainsi que la durée et la fréquence des services. L'équilibre financier du fonctionnement est assuré par une dotation globale annuelle aux transporteurs de la région grâce au versement transport payé par les entreprises et aux contributions des collectivités publiques.