1両での運用が多いことから、事故・故障時に直ちに運転不能に陥ることがないよう、機器の二重系統化が図られている。制御方式は、東洋電機製造のPWM-IGBTVVVFインバータ制御装置1個で1台の電動機を駆動する1C1M方式である。2系統のうち1系統の制御装置が故障しても、残り1系統の制御装置により運転の続行が可能である。また、性能選択スイッチにより、207系、221系、223系などとの併結運転が可能となっている。主電動機は、1時間定格出力220kWであるかご形三相誘導電動機WMT102B-Tを搭載する。ブレーキは電力回生併用電気指令式空気ブレーキで、保安ブレーキはフェイルセーフの思想に基づいて各台車に別系統で装備し、冗長化を図っている。補助電源装置はSIV (WSC39 : 120kVA) を2基装備している。集電装置は、ステンレス製であるWPS28Aシングルアーム式パンタグラフを前位に1基搭載している。車両番号6 - 8・11・12は霜取り用パンタグラフを後位に増設して2基搭載する。このうち後述する1次車が落成した時点で霜取り用パンタグラフが搭載されたのは7・8のみであったことから、小浜線電化後の2003年冬には架線の凍結による輸送障害が頻発した。台車は、前位側が電動台車 (WDT59A) 、後位側が付随台車 (WTR243B) の構成であり、単行電車でありながらMT比=1:1としている。いずれも軽量ボルスタレス台車である。変電所の容量の関係や線路条件などから小浜線や加古川線での運用最高速度は85 km/h、北陸本線や回送時など他線区での運用最高速度は120 km/hである。
223系2000番台の車体構造を基本構造とした軽量ステンレス構体を採用し、単行運転可能な両運転台構造としている。ドアは運転台直後に片側2か所の両引戸を設けているが、中央部にも1か所増設可能な構造となっている。これは223系2000番台中間車の車体側面部材をそのまま流用したためである。窓配置についても基本構造とした223系2000番台・2500番台と同様に5連窓となっている。車体色は側窓上下にエメラルドグリーンの帯が入り、側窓下の帯はエメラルドグリーン+グレーのツートンとなっている。車端部は貫通構造で、最大5両編成で運転することができる。これは当時運用予定としていた路線のホーム最大長が5両相当であるのが理由である。207系などと同一のミュージックホーン、警笛器を装備している。
両運転台構造のクモハ125形制御電動車 (cMc) 1形式のみが存在する。なお、JR東日本のサロ124形とサロ125形は113系の形式であるため、当形式との関連はなく、車両番号の重複も生じていない。
JR西日本では普通列車用の電車については列車や線区の実情に合わせて通勤形、近郊形の区分を徹底しているが、当時のJR西日本では国鉄時代の車両形式区分を基本的に踏襲していたため、車両形式区分の第2位の数字「2」の車両は通常であれば近郊形に区分されるが、本形式は小浜線や加古川線で使用している電化目的で製作された車両であり、置き換え対象となった車両が一般形気動車であったことからローカル線用の標準タイプとして例外的に一般形へ区分されている。
マイン＝ヴェサー線はヘッセン選帝侯国内の主要都市を連結する鉄道路線の一つとして企画された。1841年この路線を建設するための交渉が始まった。何度の交渉決裂の末に1845年2月6日フランクフルト自由市、ヘッセン大公国、ヘッセン選帝侯国間に共通鉄道会社の設立を目的した条約 (Staatsvertrag) が締結された。マールブルク、ギーセン、フリードベルクを経由する鉄路建設の法的要件はこの条約で充足された。この路線は線形的には単純だったが、国境線を何度も渡る形だった。1846年8月6日建設作業はヘッセン選帝侯国の領土で始まった。フランクフルト新聞 (Frankfurter Zeitung) の1849年10月1日付け記事によれば、同年同月18日フランクフルト - フリードベルク間は開業される予定だった。1849年12月29日カッセル - ヴァバーン間はまず開通され、1852年5月15日ギーッセン - ランゴェンス間の連結でカッセル - フラクフルト間の列車運行が実現された。複線化は1865年から行われたが、当事国の共同作業は鉄道輸送の飛躍的な発展にも関わらず、うまくできなかった。けれどこの複線化のため、1866年戦争にはプロイセンの兵力輸送がたやすくなった。1868年5月30日プロイセンはヘッセン大公国と、1868年8月1日マイン＝ヴェーザー線の運営権をプロイセンに引き渡す内容の条約を締結した。1866年ベブラ鉄道が全通された前に、フランクフルト-ベルリン間を運行する全ての列車はマイン＝ヴェサー線を経由した。列車はグンタースハウゼン駅で方向を転換し、フリードリヒ＝ヴィルヘルムス北線とトュリンゲン線を経てベルリンまで運行された。フランクフルトからカッセルを経由しベルリンまで運行されたD列車は、ベブラ線の開通後にも、第二次世界大戦が終わるまで運営された。戦後何年間アメリカ占領軍所属の「DUS列車」はこの路線上に運行されたことがある。1879年からトライザー - ロラー間はベルリン - メッツ間の軍事戦略鉄道だったカノネン線の共通区間だった。1878年10月ロラー駅の側でカノネン線は結ばれた。1960年代にまずフランクフルト-ギーッセン間が電化され、1967年3月20日から全区間の電気運転が可能になった。1978年5月フランクフルト - フリードベルク間にライン＝マインS6列車の運行が始まった。ハノーファー-ヴュルツブルク間高速鉄道の建設準備の為にカッセル市区間の線路が1985年7月から移転された。工事費用は総2400万マルクで、工事区間の長さは5.7 kmだった。2006年6月からカッセル市でレギオトラムのRT5系通がメルズンゲン - バウナタール・グンタースハウゼン - カッセル間に運行されて、翌年RT9はトライザー - カッセル間に導入された。2015年12月RT9は廃止され、ヘッセン地方鉄道(Hessische Landesbahn, HLB)の快速列車系通に差し替えられている。1973年11月5日グンタースハウゼン駅でD453列車とDC973列車が衝突し、その結果死亡者は14人、負傷者は65人だった。1997年7月5日ヘッセン州ノイシュタットで貨物列車が縦横に揺れた。その原因で列車に積載された鋼鉄の荷崩れで反対側からきた快速列車が損傷を受けた。死亡者は6人で、快速列車の前の3両が破壊された。