Sur cette ligne, aucune signalisation lumineuse n'est mise en œuvre, à part les indicateurs de position d'aiguille du système ECLAIR. Les signaux sont basés sur la signalisation SNCF standard, avec quelques particularités. Normalement, ils sont toujours implantés à gauche de la voie. Lorsqu'il est nécessaire d'implanter un signal à droite, une flèche blanche pointe sur la voie concernée pour éviter toute ambiguïté.
La vitesse maximale sur la ligne est de 70 km/h, mais une vitesse bien inférieure est imposée sur de nombreuses sections en raison des courbes assez serrées et de la déclivité de la voie.
Les zones à vitesse réduite sont repérées à l'avance par des tableaux indicateurs de vitesse (TIV) fixes à distance, qui précisent la vitesse à observer en km/h. L'entrée dans la zone effective de ralentissement est repérée par un panneau Z ; la sortie par un panneau R (reprise de vitesse).
Les panneaux sont donc implantés selon le schéma suivant :

Grâce à un meilleur freinage, les automotrices Z 800 peuvent circuler à des vitesses supérieures dans les zones à forte déclivité. Ainsi, la vitesse limite passe de 25 à 35 km/h pour les pentes de 80 à 90 mm/m, et de 35 à 45 km/h pour les pentes de 70 mm/m. En conséquence, une signalisation spéciale leur est destinée.
La vitesse limite est d'abord indiquée par un panneau d'annonce, triangulaire sur fond blanc, pointe en haut. Il est suivi d'un panneau d'exécution, triangulaire lui aussi, sur fond noir, pointe en bas. Ce dernier est accompagné d'une balise Integra de contrôle de vitesse destinée au matériel moderne.
Les zones de chantier sont balisées par des panneaux ronds installés juste sur le ballast. Les zones sont repérées à l'avance par un panneau orange équipé d'un feu jaune clignotant en son centre. Les limitations de vitesse sont annoncées à distance par des panneaux ronds blancs, sur lesquels la vitesse limite est écrite en noir. Les panneaux d'exécution sont du même type, mais noirs à chiffres blancs.
Les gares et les arrêts sont repérées par un panneau GARE disposé environ 1 km avant les quais.
De nombreux passages à niveau sont présents sur la ligne, notamment à proximité des gares. La fermeture des barrières est déclenchée automatiquement par des pédales disposées le long des rails. En passant, les roues des trains déclenchent la pédale.
En conséquence, lorsqu'un train manœuvre à proximité d'une gare (par exemple pour effectuer un refoulement), il n'est pas souhaitable qu'il déclenche la pédale d'un passage à niveau (si bien sûr il n'est pas prévu qu'il aille jusqu'au passage). On installe donc des panneaux LM avant les pédales, de façon à éviter tout déclenchement intempestif. Par exemple, de tels signaux sont installés à proximité des gares de Chamonix et des Bossons.
Dans les gares, des panneaux repèrent les positions d'arrêt des trains. En effet, en fonction de la longueur des trains, il n'est pas souhaitable de s'arrêter au même en droit. Ainsi, aux Houches, un panneau SNCF standard 6V sert de repère d'arrêts pour les compositions de 6 voitures de Z 600.
D'autres panneaux ont été implantés plus récemment : ils portent les mentions 1, 2 ou 1/2. Ils indiquent les position d'arrêt des rames Z 800, soit isolées (1), soit en unités multiples (2).
Les aiguilles d'entrée des gares sont repérées par des chevrons pointe en bas. De plus, un feu jaune est installé à proximité. S'il est allumé, cela indique que l'aiguille est positionnée dans le sens normal : le train qui arrive sera dévié vers la gauche. Par contre, si le feu est éteint, le train sera dévié vers la droite (contresens).
En sortie de gare, des chevrons pointes en haut signalent les croisements. Ils sont accompagnés de panneaux DD (demande de départ) en limite de canton. Dans le cadre du système ECLAIR, le conducteur doit demander l'autorisation de départ par radio au régulateur. Comme deux canaux radio sont utilisés (le 2 ou le 10), une pancarte spécifique est ajoutée lors du basculement, c'est-à-dire en gare de Chamonix.
Les intersections de la voie avec des routes (passages à niveau) ou des chemins (traversées) sont repérées par des signaux triangulaires de couleur jaune. Avant l'intersection, on trouve un triangle jaune pointe en haut, et après l'intersection, un triangle jaune pointe en bas.
La voie est mesurée en partant du Fayet, qui constitue de fait le PK 0. Tous les kilomètres, un petit panneau indique en chiffres rouges la distance entre le Fayet et ce point. Il subsiste également quelques panneaux datant de la construction de la ligne, repeints en chiffres blancs sur fond bleu.
Lorsqu'il est nécessaire d'indiquer la position d'autres points, on utilise des panneaux plus grands, qui donnent la distance à la centaine de mètres près.