701系電車（701けいでんしゃ）は、東日本旅客鉄道（JR東日本）の交流用電車。1993年（平成5年）から交流電化区間用の標準車両として製造された。
また、盛岡 - 青森間の東北本線を移管したIGRいわて銀河鉄道・青い森鉄道でも同設計の新造車、およびJR東日本からの譲受車をそれぞれIGR7000系と青い森701系として保有している。本項ではこの両形式についても記述する。
概要 東北地区の幹線電化区間の普通列車には、国鉄分割民営化後の1990年代以降も客車や急行形電車が多数用いられていた。これは首都圏地区と比べて相対的な不採算路線であったため、新型車両を導入せずに遊休化していた古い車両を転用していた場合が多かったためである。
例えば秋田地区の羽越本線・奥羽本線と盛岡地区の東北本線では地域輸送に客車を使用していたが、始発・終着駅での電気機関車の機回し作業に時間と手間を要するため非効率でありかつては同じ機関車で貨客を兼用できるメリットがあったが、国鉄分割民営化後の貨物輸送はJR貨物が行うこととなったため、旅客鉄道会社が地域輸送のためだけに機関車を保有するメリットは無くなりつつあった。、また、機関車牽引の動力集中方式は編成両数が少ない場合は1列車あたりの運行コストが高くつき、国鉄末期から地域輸送の改善策として続けられていた、短編成の列車を高頻度で運転するフリークエントサービスにも不向きであった。使用された客車も12系2000番台は老朽化が激しく、50系は車齢こそ10年程度ながら冷房装置が設置されていないなど、サービス面でそれぞれ問題があった。
一方、仙台地区では普通列車の電車化こそ行われていたが、使用されていたのは2扉の急行形電車455・457系を主体に、特急形583系を改造した715系が多数残存し、上述の12系と同様にラッシュ時の運用に向かない客室や、老朽化の進行などの問題が顕在化しており、取り替えは喫緊の課題であった（急行形車両#淘汰とその要因・国鉄419系・715系電車#登場の背景も参照）。
これらの客車や電車の置き換えを目的として製造されたのが当系列である。当系列は2両・3両・4両編成を単位とし、これらの組み合わせで最大8両までの組成が可能で、編成の増・解結による柔軟な輸送力の調節を可能とした。2両編成についてはワンマン運転に対応するため、整理券発行機などの各種対応機器を設置した。
最初のグループが1993年（平成5年）に秋田・盛岡地区に投入されたのち、JR東日本の交流電化区間における事実上の標準車として2001年（平成13年）までに各線区に投入された。通常の在来線のほか、新在直通化された奥羽本線および田沢湖線では標準軌仕様の車両が投入されたほか、東北新幹線延伸に伴う東北本線経営分離に当たっても、本系列の姉妹車が譲渡・新製により投入されている。
構造 車体 209系で採用された、プレス加工された板材を多用した川崎重工業の2シート工法による軽量オールステンレス製構体を採用する 。前面は貫通扉付の切妻構造で、周囲の「額縁」にはFRP部材を用いるが、全周をFRPで囲い大きな窓ガラスを持つ209系とは異なり、ステンレス構体の露出が多く、貫通扉上部に前照灯、腰部に外ばめ式の尾灯を備えた意匠は、国鉄末期に導入されたキハ54形などに近い。寒冷地向けながら、客用扉は両開き式のものを片側3か所に設置し、狭軌用の車両は運用線区の駅ホーム高さが電車専用よりも低いため、ステップが備わる。耐寒・耐雪構造となっており、耐雪ブレーキ、スノープラウ、側引戸レールヒーター、床下機器箱の耐寒構造化などが行われている。
川崎重工業（現・川崎車両）のほか、川崎重工業で製作された構体を購入して東日本旅客鉄道土崎工場（現・秋田総合車両センター）で77両がノックダウン生産されたJR東日本秋田支社土崎工場『土崎工場90年のあゆみ 1908-1998』pp.144 - 145記事。 川崎重工業車両カンパニー「未来へつづく100年の軌跡 : 兵庫工場100年史」p.418。1993年から1999年かけて川崎重工業から701系77両分の構体が納入された（同 p.418）。。
側面窓は車端部以外は4連窓で、中央の2箇所を上段下降式の開閉可能な2段窓としたユニットサッシ（5000番台を除く）とした 。窓寸法は極力大きくし、熱線吸収ガラスを使用してカーテンを省略した。車端部には固定式の1枚窓を設置する。
冷房装置は集中式を採用しており、在来線運用車はAU710A形（冷凍能力44.19 kW ≒ 38,000 kcal/h）、標準軌用の5000番台と5500番台はAU723 形（冷凍能力は同じ）を屋根上に1基搭載する 。中間側妻面の貫通扉は幅を 1,200 mm に拡幅した両開き式とし、ワンマン運転時の乗客移動に考慮した。
剛性値についてはIGR7000系で下記のような値となっている。
車体諸特性 項目 特性 備考 台車心皿間距離 13,800 mm 片側出入口個数 3扉 相当曲げ剛性 862 MN・m Mc車構体完成時 相当ねじり剛性 222 MN・m/rad Mc車構体完成時 曲げ固有振動数 13.5 Hz Mc車構体完成時 ねじり固有振動数 4.4 Hz Mc車構体完成時
なお、当初新聞や鉄道雑誌に掲載された完成予想図は、片側3扉のうち運転台直後の乗降扉のみ片開き式という変則的な扉配置となっており、側面窓も戸袋窓が設置され211系電車に近い窓配置となっていた。尾灯も後年の標準軌車と同様に窓上のブラックフェイス部に埋め込まれており、車体帯色もオレンジ（先頭部分のみ赤帯あり）が配されるなど、落成した実車と大きく異なるものだった。
車体色 利用客の誤乗防止のため、車体帯色は配置された路線・事業者ごとに異なっている。青い森鉄道およびIGRいわて銀河鉄道の車体帯色は、所有企業が変わってから順次塗り替えられた。 運用地区正面配色側面配色盛岡車田沢湖線秋田車仙台車山形車青い森鉄道青い森鉄道 （旧色）IGRいわて銀河鉄道
車内 thumb|200px|ワンマン運転時に使用する運賃箱 座席は当初、ワンマン運転時における車内監視や、乗客の運賃支払い時における車内移動の観点で有利とされたこと、短編成での通勤・通学輸送との兼ね合いから全席ロングシートで新製されたが、投入後の輸送実態を考慮してクロスシートを改造により設置した車両や、新製時よりクロスシートを設置した車両もある。座席モケットは細かい柄の入ったパープル色である。
客用扉は冬季の車内保温のため、各出入口の内外に開閉用スイッチを設けた半自動構造とし、2・4両編成にはドアチャイムを装備する。戸閉装置（ドアエンジン）は空気圧式で、歯付ベルトを用いて1本のシリンダーで2枚のドア（両開き扉）を駆動する。客用扉に隣接する袖仕切りは209系と同一の大形のものとして外気の流入を抑え、風防ガラスは省略された。暖房装置は座席直下に大容量のものを設置する。
形式先頭車（クモハ701）先頭車（トイレ付）（クハ700）中間車狭軌用135人（座席54人）133人（座席48人）146人（座席60人）5000番台（標準軌）137人（座席56人）135人（座席50人） 5500番台（標準軌）139人（座席54人）134人（座席45人） IGRいわて銀河鉄道IGR7000系133人（座席56人） 125人（座席46人） 落成時点の定員
トイレはクハ700形に設けられ、211系と同様の循環式であるが便座が洋式になっている。車椅子対応の大型洋式トイレも一部編成にはある。トイレ向かい側の空間を車椅子スペースとしている。そのクハ700形は当初喫煙車であった。
内装の配色は明るいベージュ系でまとめられ、運転席背面と妻面以外をFRP製とし、天井の冷房用ダクトもFRPの一体成形である。
乗務員室は、複数編成での利用を考慮して、半室構造となっている。貫通路を構成する際やワンマン運転で最後尾となる場合は、運転席部分を締め切り、補助席側を客室として開放する補助席用のいすは固定され利用できない。。
主幹制御器は2横縦軸併用ツーハンドルマスコンである。簡易モニタ装置を搭載し、ドアやインバータなどの動作状況を監視できる。2両編成の車両にはワンマン運転関係機器（運転台近くに自動両替器付運賃箱、自動放送装置、運賃表示器、最後尾乗車口に整理券発行器）を設置する。
機器類 thumb|200 px|菱形パンタグラフ（PS105形） 架線からの単相交流20 kVを主変圧器で降圧した上で、主変換装置内のコンバータ（サイリスタ位相制御）により直流1,200 Vに変換、その後VVVFインバータで三相交流に変換して主電動機を制御する 。主変換装置（落成当初の機器）は三菱電機と富士電機で製造している三菱電機『三菱電機技報』1995年1月号トピックス「」p.12。 富士電機『富士時報』1994年1月号「」p.45（インターネットアーカイブ）。。主変換装置のコンバータ部はサイリスタ（4,500 V - 1,000 A）とダイオード（4,500 V - 1,600 A）、インバータ（VVVFインバータ）部はパワートランジスタ (PTr。1,200 V - 600 A) 素子を使用している 。なお、1500・5500番台車・IGRいわて銀河鉄道・青い森鉄道向けの新製車はコンバータ部に限ってIGBT素子となっている。
主電動機は新開発のかご形三相誘導電動機MT65形（125 kW）を搭載する。209系のものを基本とするが、小型軽量化され、耐雪構造となる。歯数比は7.07、起動加速度は2.1 km/h/sとなっている。
補助電源装置は0番台では電動発電機（MG）を、それ以外では静止形インバータ（SIV）をそれぞれ採用している。SIVは富士電機が製造したもので（形式：SC49形。5500番台まで新製車に搭載）、交流電車特有の交交セクション区間通過時には、蓄電池からの給電により停電の発生しない無停電電源装置の役割も持つ富士電機『富士時報』1995年1月号「」p.42（インターネットアーカイブ）。。SIVは主変圧器三次巻線からの単相交流を入力電圧とし、安定した単相交流100 V、50 Hz（3.5 kVA×2）と直流100 V（5 kW）を出力する。
運転室内には、各動力台車のON/OFFを個別に制御するためにノーヒューズブレーカー（NFB）が設置されており、片方の動力台車に問題が起き、通常の運転が困難になった場合、問題のある方のスイッチを切り、1M方式を一時的に0.5M（片方の電動台車でのみ駆動）に切り替えることが可能となり、冗長性が向上した。また、主変換装置（インバータ部は1C2M2群制御）も同じく個別制御できるように、NFBの設置が行われている 従来の主制御器カットは、1M方式で4個、M+M'ユニット方式（ユニットカット）では8個の主電動機を一気に失うものであり、短編成で動力車が少ない場合は運転不能を意味する。。
パンタグラフは下枠交差式のPS104、菱形のPS105、シングルアーム形のPS106/A/B（東洋電機製造製）またはPS109（工進精工所製）であり、交換も生じている日本鉄道運転協会『運転協会誌』2008年12月号雪害対策特集「東日本旅客鉄道 秋田地区701系電車の雪害対策」pp.5 - 8。。搭載状況は各番台の節を参照のこと。
ブレーキ装置は発電ブレーキまたは回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキを全車に標準装備する。当初の車両は電気ブレーキとして抑速および発電ブレーキを装備し、屋根上に抑速・発電ブレーキ用の抵抗器を装備していたが、1997年（平成9年）以降製造の1500・5500番台は電気ブレーキが抑速とともに回生ブレーキに変更され、屋根上の抵抗器は装備してない。全車とも遅れ込め制御はなく、耐雪ブレーキ・直通予備ブレーキを併設する。秋田・仙台地区の一部車両は更新工事により、1500・5500番台と同じ回生ブレーキ併用空気ブレーキ装置へ変更したため、使用されていた屋根上の抵抗器が撤去され、1500・5500番台と屋根上はパンタグラフを除き同じ構成となった。
台車は209系で採用された軸梁式軽量ボルスタレス台車を基本に、床面高さを下げる（ステップとの段差を抑える）ため台車枠中心を下げた構造としたDT61A（動力台車）と TR246A（付随台車）を装備する 日本鉄道車輌工業会『車両技術』225号（2003年3月）「IGRいわて銀河鉄道 IGR7000系交流電車」pp.121 - 133。。台車重量は動力台車DT61Aが主電動機を含めて5,625 kg、付随台車TR246Aが4,295 kgである。標準軌車両では台車枠を標準軌対応とし、台車枠中心を標準の高さに戻したDT63（動力台車）、TR248（5000番台付随台車）またはTR252（5500番台付随台車）を用いる。いずれの台車とも前位寄りに雪かき（スノープラウ）を装着する。
基礎ブレーキは動力台車がユニット式の片押し式踏面ブレーキ、付随台車が1軸1枚のディスクブレーキとした。ただし、TR248（5000番台）はユニット式の片押し式踏面ブレーキ + 1軸1枚のディスクブレーキ併用、TR252（5500番台）は踏面ブレーキはなく、急勾配に対応した1軸2枚のディスクブレーキ（後述）である日本鉄道車輌工業会『車両技術』213号（1997年6月）「JR東日本 701系5000番代交流電車」pp.7 - 13。。
保安装置はATS-P（標準軌区間、一部狭軌区間狭軌区間（羽越線、奥羽本線の一部駅構内と一部区間）に2020年（令和2年）ごろから設置工事が始まった。ATS-Pの機能は一部では使用開始している）、ATS-Ps（在来線区間）ATS-Ps表示器は、編成によっては外付けになっている。また、秋田所属のN21編成にATS-P、Ps統合式の保安装置、および動作表示器が2020年（令和2年）11月に取り付けられた。2021年（令和3年）2月時点でATS-Pの使用はされていない。、列車無線・防護無線の他、緊急列車防護装置（TE）を設け、ワンマン対応車にはEB装置を設置する。
他形式との混結 thumb|200px|E721系と併結する701系（2021年9月） 719系とは故障した際の救援時に、E721系とは営業運転での併結が可能である。2010年（平成22年）10月20日よりE721系との併結運転を開始したE721系と併結運転の場合はE721系が進行方向最後尾の場合と、E721系とE721系の間に701系を挟む編成に限り、701系にもE721系の自動放送を流すことができる。。
番台別概説 各番台区分の出典。
狭軌仕様車 0番台（秋田地区用）
秋田地区の客車列車置き換えのために1993年3月から10月にかけて、川崎重工業およびJR東日本土崎工場（現・秋田総合車両センター）で製造され、同年6月21日より運用を開始した。クモハ701+クハ700の2両編成が27本（54両、N11 - 12、N14 - N38 編成）、クモハ701+サハ701+クハ700の3両編成が10本（30両、N1-N4、N6-N10、N13編成）の計84両が在籍する。本区分のみ、前面の種別表示器は手動式幕であるが、後述の機器更新が行われた車両の一部ではLEDタイプのものへ取り替えられている。N11・12編成は当初3両編成だったが、のちにサハ700形を抜いて2両編成となり、抜かれたサハ700-11・12は2019年（平成31年）3月1日付で廃車され、譲渡車を除く本形式初の廃車となった。 代替文=登場当初の701系電車(秋田色)。現在とはスカートの形状が異なるほか、パンタグラフも下枠交差型、また帯色も薄いものだった。快速「こよし」運用時のもの、羽後本荘にて|サムネイル|登場当初の形態（1994年3月 / 羽後本荘駅） 全車ロングシートで製造されたが、N36 - 38編成のクハ700形には、特急列車が消滅した奥羽本線新庄 - 大曲間のサービス向上のためにクロスシート設置改造が施工された。このクロスシートは後述の5000番台と同様の千鳥配置とされているが、シートピッチを広げ、折り畳み式のテーブルを設置している（このため着席定員は従来車と変化なし）。
パンタグラフは下枠交差形PS104であったが、上記N36 - 38編成は降雪による離線対策として2000年度にシングルアーム式のPS106A形に換装した。その他の編成も2005年（平成17年）から2008年にかけてJR電車編成表2022夏 pp.22 - 23シングルアーム式のPS109形への交換が行われ、PS106A搭載編成もこれに揃えられた。角パイプの枠組を用いたPS106A形は降雪によって離線が生じることがあり、PS109形は丸パイプの枠組を用いることで着雪しづらい構造としている。
ワンマン運転用の運賃箱も当初の仕様から変更されている。なお、N5編成は2016年（平成28年）の踏切事故で前面を大破し、事故後秋田総合車両センター構内に留置されており、サハ701-5は一時期N29編成に組み込まれていた。その後2020年3月14日付で編成すべて除籍された。
線路設備モニタリング装置に関しては基本番台4編成に設置済みだが、奥羽本線の新庄 - 院内間（JR東日本山形事業本部(旧東北本部•仙台支社)管内のみ）にて使用されている。
車体塗装は濃淡のマゼンタが採用された。登場時は淡い色調であったが、経年や太陽光（紫外線）による色褪せが著しいことから、濃い色調に変更した上で塗り替えられている。 編成表 3両編成形式◇クモハ701 (Mc) サハ701 (T) クハ700 (Tc')搭載機器MTr,CI,MG CP,BT車両重量 (t)37.423.627.92両編成形式◇クモハ701 (Mc) クハ700 (Tc') 凡例 MTr：主変圧器、CI：主変換装置、MG：電動発電機、SIV：静止形インバータ、CP：空気圧縮機、BT：蓄電池 以降の編成表も同様
100番台（秋田・仙台地区用）
基本番台の増備車で、1994年（平成6年）から1995年（平成7年）にかけて土崎工場にて製造された。クモハ701形+クハ700形の2両編成が5本（N102 - 106編成）、クモハ701形+サハ701形+クハ700形の3両編成が1本（N101編成）の計13両が在籍する。編成番号は秋田ではN100台、仙台ではF2-100台を付番。
積雪時の視認性向上のため、後部標識灯を200 mm上方に移設しているのが基本番台との識別点である日本鉄道車両機械技術協会『ROLLINGSTOCK＆MACHINERY』1995年4月号研究と開発「JR東日本701系電車増備車の概要 - 仙台・秋田地区用車両を新造して - 」。。室内ではつり革の位置を50 mm下げたほか、枕木方向に増設した。つり輪形状を丸形から三角形に変更した。床敷物は耐シガレットのものとした。 車外ワンマン出入口表示器のLED化、前面種別表示器の電動式化。
軽量化および保守量の低減のため、蓄電池を鉛蓄電池からアルカリ電池に、制御回路用の補助電源を静止形インバータ (SIV) に変更している。助士席側のワイパーを手動式から電動式に変更、前面貫通扉部に熱線入りガラスを採用した。このほか、運転席遮光幕の拡大、運転士用座席の操作性向上、カバン置き台の新設、助士席側に補助腰掛の準備をするなど細かな改善点がある。パンタグラフは下枠交差形のPS104を搭載していたが、2002年度には仙台に転属した編成（F2-102 - F2-106）が菱形のPS105へ交換、そして2007年度以降は秋田のN101 - N104編成N102は転属と同時、N103・N104は転属後1 - 2ヶ月で実施。N105編成のみ未実施だったが、後に再び仙台へ転出した。がシングルアームのPS109へ交換されているJR電車編成表2022夏 pp.22 - 23 , 34 - 34。
当初は全車が南秋田運転所（現：秋田総合車両センター南秋田センター）に配置され、基本番台と共通で運用された。山形新幹線の新庄延伸に伴い、奥羽本線山形 - 新庄間が標準軌化されると、1999年（平成11年）に全ての2両編成が仙台電車区（現・仙台車両センター）に転属した。仙台地区では当初常磐線北部（いわき - 仙台間）で限定運用されたが、その後1000番台（2両編成）・1500番台と共通で東北本線（黒磯 - 一ノ関間）でも運用されるようになった。
2007年（平成19年）4月にF2-102編成、2010年（平成22年）10月にF2-103 - F2-105編成が秋田車両センターに転属し、N102 - N105編成に戻った。2013年（平成25年）3月にはN105編成が再び仙台へ転出してF2-105編成となり、現在は秋田に3両編成1本と2両編成3本、仙台に2両編成2本が配置されている。
編成表 3両編成形式◇クモハ701 (Mc) サハ701 (T) クハ700 (Tc')搭載機器MTr,CI,SIV CP,BT車両重量 (t) 37.023.627.92両編成形式◇クモハ701 (Mc) クハ700 (Tc')
1000番台（仙台・盛岡地区用） 盛岡地区の客車列車と仙台地区の715系置き換えのため1994年から1996年（平成8年）にかけて、川崎重工業および土崎工場にてクモハ701形+クハ700形の2両編成が38本（76両）とクモハ701形+サハ700形+モハ701形+クハ700形の4両編成が4本（16両）の計92両が製造された。その後2両編成1本 (1033) は1500番台に編入されている。
中間のモハ701形は本系列唯一の中間電動車で、付随車サハ700形は蓄電池を装備するため基本番台・100番台のサハとは別形式となっている。基本仕様は100番台と同一だが、仙山線へ入線することを考慮して当初からパンタグラフを折り畳み高さの低いPS105形としている日本鉄道車両機械技術協会『ROLLINGSTOCK＆MACHINERY』1995年4月号研究と開発「JR東日本701系電車増備車の概要 - 仙台・秋田地区用車両を新造して - 」。。719系電車故障時の救援のため、救援回路を設置。 編成表 4両編成形式◇クモハ701 (Mc) サハ700 (T')◇モハ701 (M) クハ700 (Tc')搭載機器MTr,CI,SIVBTMTr,CI,SIVCP,BT車両重量 (t) 36.924.435.027.92両編成形式◇クモハ701 (Mc) クハ700 (Tc')
仙台地区用
当時の仙台電車区に4両編成×4本（1016・1017・1029・1030）、2両編成×10本（1018 -1020・1022 - 1028）が投入され、2017年現在は仙台車両センターに4両編成4本と2両編成10本が在籍する。車体帯色は赤+白+緑15号 である。
ワンマン運転対応2両編成では運賃表が7セグメントディスプレイ式から液晶ディスプレイ式（レシップ製この液晶式運賃表示機はWindows XP Embeddedが組み込みOSとして採用されている。）に取り替えられたほか、客用扉の扉閉弱め機構を搭載している。
盛岡地区用
盛岡・青森地区の客車列車置き換え用として、1994年から1996年にかけて、当時の盛岡客車区に2両×16本 (1001 - 1015, 1021) 、および青森運転所（現・盛岡車両センター青森派出所）に2両×12本 (1031 - 1042) が投入され、現在は盛岡車両センターに2両編成15本が在籍する。
1994年12月3日のダイヤ改正にて、東北本線一ノ関 - 盛岡間に投入され、運用開始。その後、1996年3月30日より、東北本線盛岡 - 青森間に投入された。
2002年（平成14年）の東北新幹線八戸延伸に伴う経営分離および2010年の東北新幹線全通に伴う経営分離により、以下のとおり転属、譲渡がなされている（後節も参照）。 2002年 - IGRいわて銀河鉄道に2両4編成、青い森鉄道に1編成をそれぞれ譲渡。 2010年 - 青い森鉄道に7編成を譲渡。
盛岡および旧青森のいずれも、編成番号は与えられていない。
1500番台（仙台地区用）
仙台地区715系1000番台置き換え用と、1000番台の増備型として1998年（平成10年）と2001年に川崎重工業および土崎工場にて製造された。クモハ701形+クハ700形の2両編成が18本（36両）が在籍する。
主変換装置は、インバータ部はパワートランジスタ素子であるが、コンバータ部にIGBT素子を使用したものに変更された。回生ブレーキを装備し、クモハ701形は屋根上のブレーキ用抵抗器がなくなった。パンタグラフは菱形のPS105である。
1508は青森駅構内での高潮による浸水事故で床下機器が損傷した青森運転所所属の1000番台（クモハ701-1033+クハ700-1033）を土崎工場で修理した車両で、回生ブレーキとLED式行先表示器を装備して復旧され1500番台に編入、仙台へ転属された。改造・転属はいずれも2000年（平成12年）12月14日付である。
2001年に新製された2次車の 1509 - 1518は、新製時からATS-Ps保安装置を備えるほか、行先表示器がLED式とされ、トイレは車いす対応の大型のものを運転台直後に設ける。このためクハ700形の窓配置が変更され、E127系100番台と同様の配置とされている。 編成表 形式◇クモハ701 (Mc) クハ700 (Tc')搭載機器MTr,CI,SIVCP,BT車両重量 (t)35.327.9
標準軌仕様車 5000番台
秋田新幹線の開業に伴う田沢湖線の標準軌化に際し、普通列車用として1996年から1997年にかけて2両編成10本（20両）が投入された。
室内配置を大幅に変更し、ボックスタイプのクロスシートを1両に4か所千鳥状に配置する。この5000番台のみ両開き扉間の4枚の窓のうち中間2枚が大型の1段下降窓である。客用扉のステップはない。トイレはクハ700形の後方に設置する。秋田新幹線開業と同時にJR東日本管内の快速・普通列車が全面禁煙となったため、このグループ以降は当初から灰皿が設置されていない。
外観では、尾灯が当番台からは運転台窓の上部に角型のものが設置されるようになり、後述の5500番台を含む標準軌仕様車の特徴となっている。パンタグラフはシングルアーム式のPS106を新たに採用『鉄道ファン』1997年3月号（通巻431号）「新車ガイド2 田沢湖線盛岡−大曲間の標準軌電車 JR東日本 701系5000番台」、台車は標準軌用のDT63形・TR248形、冷房装置はインバータ方式のAU723形である。2008年（平成20年）秋より、スカートが一部変更されている。また行先表示器は登場時字幕式であったが、2015年（平成27年）ごろからN5003編成を皮切りに行先表示器のLED化も行われている。
検査等は、機能保全と指定保全および装置保全までは所属基地の秋田総合車両センター南秋田センターで行われるが、車体保全と機器更新などは、狭軌用の仮台車に履き替え甲種輸送で秋田総合車両センター（旧・土崎工場）まで回送されて行われている。
編成表 形式＜クモハ701 (Mc) クハ700 (Tc')搭載機器MTr,CI,SIVCP,BT車両重量 (t)37.028.3
5500番台
山形新幹線開業に伴う奥羽本線の山形 - 新庄間の標準軌化に際し、普通列車用として1999年に2両編成9本（18両）が投入された。