[[Berkas:COLLECTIE TROPENMUSEUM Spoorwegstation te Klaten met dienstwoningen TMnr 10013981.jpg|kiri|jmpl|250x250px|Stasiun Klaten sekitar 1910–1920, tampak rumah dinas pegawai stasiun di sebelah kanan.]]
Stasiun iniKlaten memiliki enam jalur kereta api. Awalnya, pada awalnya jalur 1 merupakan sepur lurus. Setelah pengoperasian [[jalur ganda]] ruas [[Stasiun Srowot|Srowot]]–[[Stasiun Ketandan|Ketandan]] dioperasikan pada tahun 2001 dan ruas [[Stasiun Brambanan|Brambanan]]–[[Stasiun Delanggu|Delanggu]] pada tanggal 15 Desember 2003, jalur 1 merupakan sepur lurus arah Yogyakarta dan jalur 2 merupakan sepur lurus arah Solo.<ref>{{Cite web|url=https://news.detik.com/berita/d-728295/uji-coba-rel-ganda-yogya-solo-bikin-bikers-senewen|title=Uji Coba Rel Ganda Yogya-Solo Bikin Bikers Senewen|website=detiknews|access-date=2019-07-08}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://nasional.tempo.co/read/35479/rel-ganda-yogyakarta-solo-diresmikan|title=Rel Ganda Yogyakarta-Solo Diresmikan|date=2003-12-15|website=Tempo|language=en|access-date=2019-07-08}}</ref> UniknyaNamun, jalurterdapat 2lintasan stasiunrel iniyang berbelokmenikung agakdari tajamarah Yogyakarta saat mendekati jalur 2 stasiun karena peronterdapat jalurpeninggalan 2peron yangstasiun merupakanpada peninggalanmasa [[Nederlandsch-Indische Spoorweg Maatschappij|NIS]] yang cukup lebar. Jalur 5 dan 6 yang mengarah ke gudang kini sudah diperbaiki dan digunakan kembali agarsupaya dapat mengakomodasimenampung kereta yang sedang parkir.
Untuk mendukung operasionalpengoperasian jalur ganda, sistem persinyalan mekanik di stasiun ini diganti dengan sistem persinyalan elektrik buatan [[Len Industri|PT Len Industri]] (Persero) yang sudah dipasang sejak tahun 2013 dan baru dioperasikan mulai tanggal 12 Februari 2019.<ref>{{cite web|url=https://www.merdeka.com/uang/kalahkan-siemens-bumn-elektronik-raup-pendapatan-rp-23-triliun.html|title=Kalahkan Siemens, BUMN Elektronik Raup Pendapatan Rp23 Triliun|last=Mohamad|first=Ardyan|date=21 Juni 2013|publisher=Merdeka.com|accessdate=5 Oktober 2017|quote=Saat ini, masih ada pesanan proyek dari Kemenhub untuk menggarap persinyalan kereta di jalur Jogja-Solo, Duri-Tangerang, dan Parung-Maja.}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.len.co.id/len-tandatangani-dua-kontrak-dengan-nilai-total-rp-464-milyar/|title=Len Tandatangani Dua Kontrak dengan Nilai Total Rp 464 Milyar {{!}} PT Len Industri (Persero)|language=en-US|access-date=2019-02-12}}</ref>
SehubunganTerkait dengan pembangunan [[KRL Yogyakarta–Solo]], stasiun ini menjadi titik awal pemancangan tiang [[listrik aliran atas]].<ref>{{Cite web|url=https://www.solopos.com/jaringan-listrik-krl-solo-jogja-dibangun-akhir-tahun-2019-1025192|title=Jaringan Listrik KRL Solo–Jogja Dibangun Akhir Tahun 2019|last=Media|first=Rohmah Ermawati-Solopos Digital|date=2019-10-16|website=SOLOPOS.com|language=id-ID|access-date=2020-02-12}}</ref>
