新幹線ホーム上に橋上駅舎を有する。駅舎には、近くの旧中込学校をモチーフに重厚感ある白壁やステンドグラス風のガラスが使用されているほか、周囲の山並みを表現するとして三角屋根が取りつけられている。出入り口は2か所あり、南口は蓼科口、北口は浅間口と呼ばれる。蓼科口と浅間口との間は自由通路で結ばれている。駅舎の蓼科口側には佐久市の施設「プラザ佐久」が併設され、施設内には、からくり時計、土産品店、レストラン、観光案内所、コミュニティ放送の「エフエム佐久平」などがある。乗車券・新幹線特急券・当駅への入場券などはみどりの窓口（営業時間 6:00 - 21:00）、指定席券売機、みどりの窓口横のタッチパネル式自動券売機で購入することができる。小海線や、しなの鉄道乗り継ぎの乗車券は、みどりの窓口のほか小海線のりば寄りのタッチパネル式自動券売機でも購入することができる。2016年10月、新幹線改札内に新しい待合室が完成した。
新幹線は当駅前後のトンネルと道路との間の土被りの関係から縦曲線および勾配の基準を考慮して、当駅は地平に設置することが最も合理的と判断されたため、当駅の開業に際して、地上にあった小海線の線路を高架に持ち上げ、地平の新幹線ホームの上に在来線高架ホームを設置している。当初の計画では小海線の駅は設置しない計画であったため、請願駅としてホーム建設費を地元自治体で負担した。
佐久盆地の通称、「佐久平」に由来するものである。当駅設置にあたっては、佐久市と小諸市の間で、駅名についての論争が発生し、佐久市側が「佐久駅」を、小諸市側が「小諸佐久駅」または「佐久小諸駅」を、それぞれ主張し譲らなかった。最終的に当時の長野県知事・吉村午良に調停を依頼し、「佐久平」という名称とすることで1996年（平成8年）11月26日に決着した。「佐久平」は、小諸市を含む佐久盆地一帯を指し、かつ県歌『信濃の国』に登場するなど親しまれている名称であったことから、両市ともに受諾した。その後、佐久市と小諸市は2011年（平成23年）に供用開始された佐久小諸JCTの名称検討の際に対立している。
「東貴博ニッポン全国ラジベガス」の内包箱番組として2005年10月3日より放送開始。月曜から金曜に放送されていた。当初は23時30分頃からの10分番組だったが、2006年4月3日より、22時50分頃からの5分番組になった。また、当初はメンバー1人が登場していたが、後半からメンバー2人が登場するようになった。2006年2月20日 - 2月24日の放送は「ラジベガス」が「オールスター総登場家族対抗ワールドエンタメ雑学クイズ・グランプリ」を行っていたため、メンバーの1人が登場し、本人に関する雑学クイズを出題した。2006年5月29日からは「№1アタックオールアラウンダーは誰だ」と題して、メンバー全員が登場し、色々なことで対決をしている。同年10月からの番組改編により、10月2日からは「東貴博のヤンピース」内でのみ放送を続行、「南海キャンディーズ 山里亮太のヤンピース フライデースペシャル」が放送される金曜日での放送は、9月29日を以って終了した。2007年4月からの「ヤンピース」の番組改編に伴い、同年3月29日をもって放送を終了した。
1006号の車体部分が函館市の函館酪農公社本社工場「あいす118」駐車場に保存されている。廃車後も駒場車庫で保管されていたが、鉄道ファンらから保存を望む声があり、2013年（平成25年）3月に所有社の函館市企業局がパンタグラフや台車部分を除く車体部分のみを一般競争入札で売却した。また、1985年に廃車となった1005号（二代目、元1007号）の運転台カットボディーが駒場車庫内に保存されていた。
2007年（平成19年）3月に老朽化のため1007・1008号が廃車となった。最後まで残った1006号は2009年（平成21年）に都電時代の塗装へと塗り替えられたが、2010年（平成22年）3月に9600形9602号と入れ替わる形で廃車となり、形式消滅した。
パリに着くと、1747年いっぱいをかけてフランス政府と技術を売る交渉を（英語で）行った。要求した巨額の対価は拒否されたが、最終的に3,000リーブルの一時金と（1749年から毎年支払われる）2,500リーブルの年金で合意に達し、まずノルマンディーの織物業者から飛び杼を指導することになった。また、フランスでの飛び杼生産の独占権を保持し、3人の息子をパリに呼び寄せて生産を行った。イングランドでの暴力の経験から織物の生産地へ向かうことには用心深かったが、説き伏せられて生産地に向かっている。一時期フランス当局はケイがイングランドと連絡するのを妨害したようだが、ケイはフランス政府にイングランドで彼の技術が思いがけない形で使われていることを報告している。私の新型の杼はイングランドで幅の狭い毛織物の生産にも使われているが、私が指導すればもっと完璧にできる。—ジョン・ケイ、フランス国立中央文書館が所蔵する書簡フランスにおける織物生産の機械化は1753年に始まったとされており、そのころ飛び杼が普及した。その多くはケイが生産したものではなく、コピー商品だった。フランスでも製造権の独占に失敗し、フランス政府と反目するようになり、1756年ごろイングランドに戻った。1753年、ベリーにいたケイが群衆に襲われ、やっとの思いでイングランドを脱出したという逸話があるが、これはそれ以前のコルチェスターでの暴動に基づいて19世紀に作られた話と思われ、ケイは1750年代前半にはフランスにいた。イングランドに戻ってみると、状況は良くなっていなかった。そのため1758年にはフランスに戻って定住したが、その後少なくとも2回イングランドを訪れている。1765年から66年にかけての冬、英国ロイヤル・ソサエティ・オブ・アーツに請願し、彼の発明品を品評会に出品しようとした。同協会には飛び杼を知っている人がおらず、手紙の一部は届かなかったため、賞は与えられなかった。1773年にもイングランドに行ったが、年金が打ち切られたため1774年にフランスに戻った（当時70歳）。