都道府県所在地どうしを結ぶ路線は、特に地方では中長距離の路線となり、途中で多くの市町村を通過します。東京都～神奈川県のような比較的近い区間でも、途中で複数の市区町村を通っています。
しかし、都道府県所在地どうしを結ぶJR線のうち、ただ一つだけ、2市しか通らない路線が存在しています。仙台駅と羽前千歳駅を結ぶ仙山線です。
仙山線は、名前の通り、仙台と山形を結ぶ路線。列車は路線終点の羽前千歳駅から山形駅に乗り入れており、両県庁所在地を結ぶ役目を担っています。
この路線は、奥新川駅と面白山高原駅の間で、宮城県と山形県の県境をまたぎます。そして、宮城県区間はすべて仙台市（ほとんどの区間が青葉区内、ほか宮城野区と太白区）、山形県区間はすべて山形市となっています。
仙山線が通る自治体は、かつては今よりも細分化されていました。しかし合併により、山形県内は1950年代にすべて山形市内に。宮城県側も、1988年に秋保町が仙台市と合併し、仙台市太白区の一部となったことで、すべて仙台市内となりました。
なお、同様に都道府県庁所在地間を結ぶにもかかわらず2つの市しか通らない路線は、京阪電気鉄道の京津線も該当します。ただし、この路線は京都市の御陵駅と大津市のびわ湖浜大津駅を結ぶ路線。仙山線と異なり、両府県の代表駅（京都駅および大津駅）どうしを結ぶ路線ではありません。
