Metroasema on metroille tarkoitettu asemarakennus raide- ja laiturijärjestelyineen. Metroasema voi olla joko maanalainen asema tai niin kutsuttu pinta-asema. Maanalaisten asemien syvyys maanpinnasta vaihtelee luonnollisesti maan pinnanmuotojen mukaan, mutta myös maaperän ominaisuuksien ja maan sisällä olevien muiden rakenteiden (tunnelit, putkilinjat, rakennusten perustukset jne.) asettamien vaatimusten mukaan. Esimerkiksi Pietarissa metroasemat ja -tunnelit ovat poikkeuksellisen syvällä, koska ylempänä maaperä olisi ollut liian pehmeää.
Matkustajien kulku maanpinnan tasolta metroasemalle tapahtuu yleensä liukuportaiden avulla. Lisäksi asemilla on yleensä hissi pyörätuolilla kulkemisen mahdollistamiseksi. Metroasemille tyypillistä on, että laituritaso on samalla korkeudella kuin metrojunan lattia, ja lisäksi junan oviaukon ja laiturin välinen rako on hyvin kapea. Kaikki nämä järjestelyt palvelevat matkustajien mahdollisimman sujuvaa liikkumista, mikä puolestaan mahdollistaa suhteellisen lyhyet junien pysähdysajat asemilla huolimatta suurista matkustajamääristä.
Metroasema voi olla yksittäinen eli vain yhdellä metrolinjalla sijaitseva, tai linjojen välisen vaihdon mahdollistava, kahden tai useamman metrolinjan risteys- tai sivuamispaikassa sijaitseva asema.
Samalla metrolinjalla sijaitsevien metroasemien välimatka vaihtelee eri kaupungeissa suuresti. Asemaväli voi olla vain esimerkiksi muutama sata metriä (tyypillisesti kaupungin keskusta-alueella) tai useita kilometrejä (tavallisesti kaupungin laitamilla). Jälkimmäinen vaatii yleensä metroasemien saavuttamista tukevaa maanpäällistä joukkoliikennettä, tavallisesti alueellisia bussilinjoja (niin sanottua liityntäliikennettä).
Joissakin paikoissa metroasemista on tehty sisustukseltaan tavanomaista käytännöllisen asiallista loisteliaamman tyylisiä, kuten Moskovan ja Pietarin metroissa. Usein asemilla on myös taideteoksia, esimerkiksi seinämaalauksia tai veistoksia. Metroasemilla voi myös olla vaihtuvia näyttelyitä eri aiheista.