A eficiência e a segurança das operações têm origem no Centro de Controle Operacional (CCO) de Ponta da Madeira. Através do CCO são monitoradas simultaneamente, e em tempo real, a programação dos navios, as operações de descarga, empilhamento e recuperação do minério de ferro para os carregadores de navio
É na área de descarga que se iniciam as operações do TMPM. Atualmente oito viradores de vagões recebem os volumes de minério de ferro e manganês transportados pela Estrada de Ferro Carajás. Cada virador possui capacidade para descarregar 8 mil toneladas por hora. Os vagões são descarregados nos viradores em um ângulo de 180°. A carga, então, passa para o sistema de correias transportadoras, que leva o minério para os pátios de estocagem.
A área de estocagem é formada por 13 pátios de minério que totalizam uma área de 837.000 m² com capacidade para armazenar até 9 milhões de toneladas. Nos pátios são estocados minério de ferro e manganês que são transportados por meio de correias transportadoras até os carregadores de navios. Atualmente os pátios contam com 16 máquinas: 4 empilhadeiras, 5 empilhadeiras-recuperadoras e 7 recuperadoras.
O pátio de estocagem de minério de ferro do Terminal Marítimo de Ponta da Madeira é equipado com as maiores e mais modernas máquinas de empilhamento e recuperação de minério da América Latina. Ao todo são 16 equipamentos, com destaque para a maior empilhadeira do mundo, chamada EP-313K-06, e duas recuperadoras dotadas de um sistema automático que gera imagens em 3D do pátio. Na operação do porto, as empilhadeiras e as recuperadoras tem a função, respectivamente, de organizar a carga na área do pátio e direcionar o produto que será embarcado no navio.
Píer I: um dos mais profundos do mundo, com 23 metros de extensão e 500 metros de largura mínima. Tem um carregador de navio com capacidade de despejar 16 mil toneladas de minério por hora. Neste píer, que opera com um berço, atracam os navios Valemax, os maiores graneleiros do mundo, com capacidade de 400 mil toneladas
Píer III: tem profundidade de 21 metros e dois berços de atracação, por isso pode carregar mais de um navio ao mesmo tempo. Tem três carregadores de navio, cada um com capacidade de despejar 8 mil ton/hora
Píer IV: tem uma das maiores profundidades do mundo, com 25 metros (fora a variação da maré). Tem dois berços de atracação e seu sistema de amarração é único no mundo. Por sofrer grande incidência das correntes de marés, o píer conta com cabos de terra que auxiliam na amarração dos navios nos berços. O sistema permite às gigantescas embarcações operarem sem restrição
O Terminal Marítimo de Ponta da Madeira encontra-se localizado no Complexo Portuário de Itaqui, à margem leste da Baia de São Marcos, na Ilha de São Luis (MA). Por ele são embarcados produtos como minério de ferro, manganês e pelotas.
Em 1985 iniciaram-se os testes de carregamento com o navio Docepolo, envolvendo 127 mil toneladas de minério. O TMPM entrou em operação regular em janeiro de 1986. Nesse ano foram embarcados 11,6 milhões de toneladas de minério de ferro.