JR九州キハ200系気動車
車体は普通鋼製20m車体で、片側3箇所にステップ付きの両開き扉を設置しており、前面は貫通扉を設けた構造となっている。ブレーキシステムを電気指令式とし、自動空気ブレーキの在来車両との併結は考慮していないため、連結器は電車と同じ密着式のものを採用しているが、非常時に在来車と連結するための中間連結器を装備している。走行用機関は新潟鉄工（現：新潟原動機）またはコマツ（220形200番台）の331kW（450PS）の出力のものを2エンド側に1基装備して連結面側台車の2軸を駆動する。これに伴い排気管を車体外部の連結面に設置して室内スペースを確保しているが、両運転台付きのキハ220形では従来通り室内に排気管を貫通させている。
名鉄キハ8500系気動車
エンジンは、カミンズ製のNTA-855-R1形を採用し、各車両に2基ずつ搭載した。このエンジンはキハ85系で使用されているC-DMF14HZ形と同型の直噴型ディーゼルエンジンで、最大出力は350 ps・回転速度は2,000 rpm である。変速機は3段6要素・直結2段式の液体変速機であるC-DW14形を採用した。これにより、最高速度は120 km/h、上り20 ‰ 勾配における均衡速度は100 km/h となった。
台車は日本車輌製造のボルスタレス空気ばね台車であるND-719形で、キハ85系が装着するC-DT57形台車に準じた設計である。制動装置（ブレーキ）については名鉄では初めてとなる電気指令式ブレーキを採用しており、制動初速100 km/h 以上の際に機能する増圧ブレーキや、機関ブレーキ、耐雪ブレーキを装備している。