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。
JR北海道キハ261系気動車
駆動機関は、燃焼効率向上による有害排出物の低減を図り燃焼室形状を変更したN-DMF13HZJ形（定格出力460ps/2100rpm）とした。また加速性能・登坂性能向上のため、M1車を含む全車の機関を2基搭載としている。変速機は基本番台と同一（N-DW16A形）である。台車は軸受の設計を変更し、140km/h走行対応とした N-DT261A 形とされた。