制動装置は電気指令式 ナブコ製HRDA-1が8000系に続いて採用された。電動車と非電動車各1両を1組として回生ブレーキを優先する制御が採用された。9000系では全車両にブレーキコントロールユニットが搭載され、車両ごとに独立してブレーキ信号を受信している。踏面ブレーキは8000系最終製造車と同じユニット式の型押しブレーキが採用されている。
定格3,300 V・1,200 AのIGBTを用いたVVVFインバータ制御が採用され、1つの主制御装置で電動車2両1ユニット、8個の主電動機を制御するが、4個ずつ解放可能な2群構成とされた 日立製作所（以下、日立）製VFI-HR-2820が採用され、デハ9000形に搭載された。10両編成の9100番台はユニットを組まない単独M車として使用されるため、1群のみ搭載のVFI-HR-1420が搭載されている。京王線用車両として初めてIGBT素子を使用した制御装置を採用した。 主電動機は従来車より高出力の出力170 kW（定格電圧1,100 V、電流115 A）のかご形三相誘導電動機、日立製HS-33534-02RBおよび日立製EFK-K60が採用された。駆動装置は京王従来車と同様WN駆動方式が採用され、歯車比は85:14である。
運転席からの視認性向上のため京王で初めて高乗務員室が採用され、従来車より乗務員室位置が約200 mm高くなっている。乗務員室はグレー系に塗装され、8000系のデジタル式速度計に変えて7000系以前と同様機械式の速度計が採用された。従来車同様ワンハンドルマスコンが採用されたが、ハンドル本体は8000系よりも大型化された。力行2段目で定速制御が行うことができる。乗務員の支援、行先・種別表示、検修時の支援などを目的としたモニタ装置が乗務員室上部に設置された。8両編成の京王八王子寄り先頭車は2両編成を連結して幌で貫通することが想定されていたため可動式の仕切りが設置されているが、その他の先頭車には仕切りがない。8両編成には6000系・7000系と併結するための伝送変換器が設けられた。10両編成には新宿線用ATCが設置され、一部の10両編成は京王ATCが設置された。京王ATCは後に全車に設置されている。
9000系は6000系に代わる次世代車両として都営地下鉄新宿線（以下、新宿線）への乗り入れも想定、バリアフリー、メンテナンス・ランニングコストの削減、環境への配慮を盛り込んで設計された。7000系・8000系に続いてステンレス車体が採用されたが、ビードなしの車体となっている。6000系が経年の高い車両から順次廃車されていくにあたり、8両編成から先に廃車が進行し、2両編成が残ることが想定されたため、6000系・7000系と併結運転が可能なシステムが9000系に搭載され、まず8両編成8本が製造された。当初は2両編成を京王八王子寄りに連結して新宿線に乗り入れる構想だったが、当時VVVFインバータ制御車は新宿線のアナログ式自動列車制御装置 (ATC) と電波干渉する恐れから同線に乗り入れられなかったため、8両編成には新宿線乗り入れ対応の装備は設けられなかった。2005年（平成17年）に新宿線のATCが更新され、VVVF車の乗り入れが可能となったことから、同年より新宿線乗り入れ対応の10両編成20本が製造され、6000系新宿線乗り入れ編成を順次置き換えている。10両編成では2002年12月に地下鉄の火災対策に関する基準が見直された（以下、新火災対策基準とする）ことなどを考慮した設計変更が行われ、8両編成とは内外観の細部が異なる。
300勝クラブは1888年にパッド・ガルヴィンが300勝を達成したことで始まった。19世紀の間にはガルヴィンを含め6人の投手がメンバー入りし、1901年にサイ・ヤングもメンバーとなっている。この時代は2人の優れた投手による先発ローテーション制が一般的で、好投手が勝利を得る機会は現在よりも非常に多かった。その後1924年までに4人が達成している。しかし1925年から1981年の間に300勝を達成した投手はたった3人だった（そのうちアーリー・ウィンとレフティ・グローブの2人は現役最後の勝利で達成）。これは1921年のスピットボールの廃止や、第二次世界大戦が原因となっている（第二次世界大戦が原因で300勝達成できなかった投手として、ボブ・フェラーやレッド・ラフィングが挙げられる）。またベーブ・ルースの台頭により本塁打が試合の重要な部分を占めるようになり、この当時から投手有利の時代ではなくなっている。同時に1920年代には投手4人の先発ローテーション制が確立されている。1982年から1990年の間に300勝クラブは6人の新たなメンバーを迎えている。これは1970年代中盤から始まるフリーエージェント時代の結果と推測される。フリーエージェント制度は選手の年俸を引き上げ、多くの高齢の投手が以前よりも現役にとどまることを促進させた。もう1つの要因はトレーニング方法とスポーツ医学が発達し、選手の体のレベルをより長く維持できるようになったことである。先発5人によるローテーションの普及により、先発投手の負担が軽減されたことも300勝投手増加につながった。その後10年以上300勝投手は現れなかったが、2003年から2009年に同年代の4投手が相次いでメンバーに加わった。