東武モハ5300形電車
車体
本形式においては、私鉄郊外電車設計要項のうちA'型（車体長17,000mm、車体幅2,700mm）に区分される設計が採用された。ただし、モハ5300形・クハ330形とも台枠に日本国有鉄道（国鉄）から譲受したUF12台枠を流用した関係で、車体長は16,400mmと同要項を逸脱した寸法となっていたことが特徴である。16,400mmという車体長は、大正年代にUF12台枠を用いて新製された国鉄ホハ24400形客車を始めとする「大形2AB車」各形式と同一であり、本形式の新製に際しては同台枠にほぼ手を加えることなく流用したことが推察される。また、クハ430形については、UF12よりも製造年代の古い雑形台枠を使用して製造されたクハ431を除いて、全車とも前掲2形式同様にUF12台枠を使用するものの、全幅が他形式の2,740mmに対して2,800mmに拡幅された点が異なる。
車体は半鋼製で、本形式は当初より近距離運用を主眼として設計されたことから、昭和2年 - 4年系デハ4形・クハ3形以来の3扉構造が採用され、また東武が新製発注した車両としては初めて客用扉下部のステップを省略した。これは本形式導入の前年に国鉄63系割り当て車（東武6300系）が入線した際、同系列が客用扉ステップを持たなかったため床面と駅プラットホーム（ホーム）との間に大きな段差が生じることが問題となり、既存の駅ホーム高さをかさ上げすることで対応した結果、車両側のステップが不要となったことによるものである。
モハ・クハともに片運転台構造で、窓配置はd1D4D4D2（d：乗務員扉, D：客用扉）のいわゆる関東型配置と俗称されるものとなっている。このように本形式においては従来の東武形車両とは異なる新たな設計が取り入れられたものの、東武形車両の特徴の一つであった車体裾を切り上げて台枠が露出した構造のみは本形式においても継承された。
前面は平妻形状で、運転台側妻面に貫通扉を持たない非貫通構造とされ、運転台を中央に配置した全室運転室構造である。運転台窓上幕板部には外気取入用の通風孔が設けられている。屋根上ベンチレーターはガーランド形で、屋根上中央部にモハは5個・クハは6個をそれぞれ一列配置で搭載した。
車内はロングシート仕様で、トイレは前述のように本形式が近距離運用を前提として設計されたことから当初より設置されていない。
主要機器
「私鉄郊外電車設計要項」においては、制御器や主電動機等の主要機器についても規定が設けられており、本形式において採用された主要機器は一部を除きいずれも同要項において定められた指定機種である。
主制御器
国鉄の制式機種である電空カム軸式CS5を採用した。戦前の東武においてはイングリッシュ・エレクトリック (E.E.) 社のデッカーシステムの系譜に連なる電動カム軸式制御器を主に採用しており、ゼネラル・エレクトリック (GE) 社製Mコントロールの系譜に属する電空カム軸式制御器は前述6300系において採用実績があるのみであった。要項における指定機種にはデッカーシステムの系譜に連なる電動カム軸式制御器（東洋電機製造ES-516）が存在したにも関わらず、本形式において敢えてCS5を採用したことについては、6300系と仕様を揃える意図があったものと推測されている。
なお、モハ5300形ならびに同形式と編成されるクハ330形はCS5制御器に対応した3段のノッチ刻みを持つMC1主幹制御器を採用したが、クハ430形については従来車との併結の必要性から9段のノッチ刻みを持つM-8D主幹制御器を採用しており、両者の制御シーケンスに互換性がなかったことからモハ5300形・クハ330形との併結は不可能であった。
主電動機
東洋電機製造TDK-528/9-HMを電動車1両当たり4基搭載する。同主電動機の端子電圧750V時における定格出力は110kWで、出力そのものは戦前にデハ10系等において採用実績を有する日立製作所HS-266と同等であるものの、全界磁時における定格回転数はHS-266の1,000rpmに対して1,188rpmと約20%高い回転特性を持つ主電動機である。歯車比は3.71 (63:17) 、駆動方式は吊り掛け式である。
本形式は東武におけるTDK-528系主電動機の初採用例となったが、その後同主電動機はその高回転特性が買われて特急用車両5700系を始めとして主に優等列車に用いられる車両へ広く採用された。
台車
モハ5300形は住友鋳鋼所製の鋳鋼組立型釣り合い梁式台車KS33E（固定軸間距離2,300mm）を、クハ330形・430形は国鉄払い下げ品の省形釣り合い梁式台車TR11（同2,450mm）をそれぞれ装着する。軸受は両台車とも平軸受（プレーンベアリング）仕様である。
なお、前者は私鉄郊外電車設計要項において定められた指定機種であったものの、後者は指定機種には含まれていない。これはモハ5300形・クハ330形の新製に際して12両分のKS33E台車の割り当てを受けたものの、本来クハ330形向けに新製された4両分を従来車の台車換装用途に供し、クハ330形については中古台車を装着させたことに起因する。
制動装置
日本エヤーブレーキ社（現・ナブテスコ）が開発したA動作弁を用いるAMA / ACA自動空気ブレーキである。制動筒（ブレーキシリンダー）を車体側に1両当たり1基搭載し、制動筒に接続された制動引棒（ブレーキロッド）によって前後台車計4軸の制動を動作させる、落成当時としては一般的なブレーキワークが採用されている。
その他
パンタグラフは国鉄制式のPS-13をモハ5300形の運転台寄りに1基搭載する。また、電動発電機 (MG) や電動空気圧縮機 (CP) などの補助機器類もモハ5300形へ集中搭載されており、電気的には単独走行も可能な仕様であった。
形式再編
モハ5300形・クハ330形・クハ430形は、運用開始から時を経ずして全車とも主要機器の換装を伴う改造が順次実施され、1957年（昭和32年）までにモハ3200形・3260形・5200形・5430形・クハ420形の5形式に再編された。以下、形式再編に至る詳細について解説する。
形式再編後の変遷
本形式は前述のように近距離運用を主眼として設計されたものであったが、前述6300系や78系などの4扉車体の大型通勤形車両の増備に伴って中長距離運用にも充当され、32系・54系に属する各形式と何ら区別なく混用された。
1960年（昭和35年）6月にクハ423・424の2両に対して前面貫通扉新設ならびに運転台の左側への移設が施工された。これは前述東上線におけるモハ・クハ固定編成化の一環として実施された改造であり、出場後の同2両はモハ5450形5455・5456とそれぞれ固定編成化された。
1962年（昭和37年）4月から同年5月にかけて、モハ5430形5431 - 5434を対象に運転台補強工事が施工された。同時に前面貫通扉の新設および運転台の左側への移設が実施され、モハ5200形ならびにクハ423・424と同等の仕様に変化した。また、同4両に対しては車内設備改善工事も同時に施工され、車内照明が蛍光灯化されたほか、車内放送装置・扇風機が新設された。
その他、全車を対象に車体塗装のベージュ地に裾部と窓周りがオレンジの一般色への塗装変更、編成の長大化に伴う制動装置への中継弁付加・ARE自動空気ブレーキ化、電動車のパンタグラフの東洋電機製造PT-41系への換装、前面窓固定支持のHゴム化等が順次施工された。また、保安装置（東武形ATS）整備に関連して、本形式においても多くの車両が運転室の機器撤去を行い事実上中間車化されたが、特にモハ5430形は全車が機器撤去の対象となり、晩年は先頭車としての運用が不可能となっていた。
1960年代後半に至り、32系の3000系への車体更新や54系の車内設備改善が進む中、モハ5200形5201 - 5203のみは旧態依然とした設備のまま存置されていた。性能的には54系に属する同形式は更新時期までまだ間があったことから、1966年（昭和41年）12月に車内照明の蛍光灯化や車内放送装置・扇風機の新設といった前述モハ5430形同様の改善工事が施工された。また、同形式においては老朽化が進行した外板の張替えも実施され、腰板下端部が車体裾部まで下ろされたことによって台枠が隠されたことが外観上の特徴となった。なお、同工事はモハ5201 - 5203の編成相手であったクハ550形560 - 562に対しても施工された。
後継形式の増備に伴って、本形式もまた他の旧型車各形式の例に漏れることなく、晩年は野田線および館林地区のローカル運用に充当された。その後、32系の3000系への更新進捗に伴って本形式の32系グループ（モハ3200形・3260形）も更新対象となり、野田線における運用中に踏切事故に遭遇し大破したモハ3260形3263が1965年（昭和40年）2月に車体更新されたことを皮切りに順次更新が進捗し、1969年（昭和44年）までに全車の更新が完了した。さらに1971年（昭和46年）以降、54系グループ（モハ5200形・5430形）の3050系への更新も開始され、本形式中最も手を加えられたモハ5200形のうちモハ5201・5202が最後まで残存したものの、同2両についても1973年（昭和48年）に更新が実施された。
モハ5200形の形式消滅をもって東武における運輸省規格形車両は全廃となった。