IGBT素子による2レベルコンバータ+2レベルインバータで構成された主変換装置を搭載しており、主変換装置1基で4基の主電動機を制御する1C4M方式である。直流区間では、主変換装置のインバータ部のみ駆動させ、三相交流を出力する。60Hz(定格容量280kVA)を出力しており[11]、基本編成に2台、付属編成に1台搭載されている。1台のSIVにはIGBT素子を使用した2レベルPWMインバータ回路で構成されたインバータが2台搭載されており、1台当たりの出力を140kVAとして、三相出力変圧器の2次側で2台を並列接続して並列運転を行っている[11]。このシステムはSIVの負荷が分散できるとともに、1台が故障で停止しても、もう1台が運転を継続することで、列車内の編成引き通しされた三相幹線(三相交流電源)が停電とならず給電を継続できる冗長性に優れたものである[11]。地上子を用いた自動切替である。12]する仕様も同一である。車内照明は直流電源方式で、デッドセクション通過時には蓄電池からの供給に切り替わるため、基本的に消灯しない(交直流切り替えが手動で行われた場合は、この限りではない)。240万km走行非分解を目指した軸受構造および電食を防止するために絶縁軸受を採用している[12]。低騒音化の配慮を行った結果、単体で約2dBの騒音低減を図っている[12]。パンタグラフは、3・8号車モハE531形の前位寄り(常磐線基準で水戸・高萩方)にシングルアーム式のPS37A形を搭載する[6]。これはE501系と同位置で、E231系とは逆位置である。交直流電車のためパンタグラフの取り付け位置が高いことから「◆」マークが貼り付けされておらず、小さい断面のトンネルが連続する中央本線への乗り入れはできない。形を搭載する[13]。ブレーキ装置は回生ブレーキ併用の電気指令式空気ブレーキで、全電気ブレーキ機能を有する。以下の低定速制御・抑速ブレーキも装備する。CI13形主変換装置SC81形静止形インバータ装置スクリュー式空気圧縮機(E259系の同一品)台車[編集]台車は、E653系などの特急車両用台車を基本とした軸梁式ボルスタレス台車である[6]。形式は電動台車がDT71、付随台車のうち先頭車両前位寄りがTR255、後位寄りがTR255A、中間車両がTR255B、2階建て車両がTR255Cとしている[6][14]。構造は、軸ばねを除いて各台車共通である[6]。車体支持装置は各台車共通とし、新設計空気ばねを取り付けた[6]。高速運転に対応するため、全車にヨーダンパが設置される[6]。基礎ブレーキ装置は、電動台車には踏面片押しユニットブレーキを採用することで軽量化及び保守の容易化を図っている[6]。付随台車には踏面ブレーキと1車軸あたり2枚のディスクブレーキを備える[6]。付随台車のうちTR255は踏面ブレーキに駐車ブレーキ機構を備える[13]。その他装備[編集]保安装置は製造当初よりATS-SN形およびATS-P形を搭載している。編成よりデジタル列車無線機器とATS-Psが新製時より設置され、ATS-Ps非搭載で落成した初期車両にも順次ATS-Psが搭載された。従来のATS-SNによる本線運転も可能である。(Tc)普通席を備える奇数向き制御車。蓄電池を搭載し、運転台を備える。搭載し、運転台を備える。(M1)普通席を備える中間電動車。(M2)普通席を備える中間電動車。