本系列は集中電源方式であり、サービス電源はカハフE26形の床下に設けた発電設備から編成全体に供給される。固定編成客車で初めて車両情報装置（モニタ装置）を装備し、サービス機器操作や列車状態確認などを車掌室で集中管理できる。尾久車両センター - 上野間の推進回送に対処するため、スロネフE26形・カハフE26形の展望室部には前照灯・ワイパーなど前方監視設備のほか、推進運転用の諸設備を設ける。スロネフE26形・カハフE26形の展望室部には非常口が設けられている。非常口扉は車内外より開錠可能であるが、車外側の開錠装置蓋は通常は施錠されている。
ブレーキは電気指令式を常用として装備し、複数の牽引機関車に対応するためのブレーキ指令読替装置をもつ。従来のCL方式（応荷重式自動空気ブレーキ）も併設し、予備電源車カヤ27形を連結する際に使用する。台車は軸梁式の軽量ボルスタレス台車TR250形・TR251形で、枕バネは空気バネを用い、ヨーダンパを装備する。基礎ブレーキ装置は踏面ブレーキとディスクブレーキを併用する。滑走検知機能を併設し、車輪のフラット発生を抑え乗り心地の確保を図る。車両間の連結器は中間車が電車と同様の密着連結器で、編成端部のみ密着自動連結器を装備、衝撃緩和のためゴム式のダブルアクション形緩衝器を併設する。
客室設備は全車が2人用A寝台の個室とされ、一部の個室は予備寝台（エキストラベッド）を使用して3名で使用できる。A寝台車のスロネフE26形・スロネE26形は中央部の個室を重層方式（メゾネットタイプ）とし、1階部分はツインベッドの寝室、2階部分はソファと化粧室を設けたリビングを配する。2階のソファは寝台に転換でき、3名での利用が可能である。スロネE27形は2デッキ構造で、階上・階下は別個に独立した個室である。2組の寝台は線路方向と枕木方向のL形配置で、窓際の寝台は収納して座席と兼用するソファーベッドである。車端部の平屋室は壁面収納式の予備ベッドを備え、3名での利用が可能である。各室には各種放送やビデオなどを視聴できるAVシステムを設ける。トイレ・洗面所は各室にユニット式のものを設け、一部個室では各室にシャワールームを併設する。
車体はステンレス製軽量車体で、編成端となる展望室部のみ普通鋼製である。ラウンジカー（電源車）を除いてボギー台車間をバスタブ式に床面を落とし込んだ2階建て構造としている。車内の配置は海側に個室を設け、通路は山側となる。通路部分は平屋部分と同レベルとされ、各個室は通路から直接小階段で連絡する。側窓は海側が各階の客室に窓を配した上下2段の配置で、通路となる山側は通常の1段配置である。側扉は車端部1箇所に片開式の引戸を設け、扉窓は楕円形である。内装は木目調のパネルを多用し、建築技術の技法を採り入れて品質の確保とコストの最適化を図っている。外部塗色はステンレス地肌の無塗装、展望室部分はシルバーメタリックとされ、車体中位の客室窓と同一の高さに上から青・紫・赤・橙・黄の5本帯を配する。編成両端のスロネフE26形、カハフE26形の車体側面には、列車名の"CASSIOPEIA"をデザインしたロゴマークを付す。スロネフE26形・カハフE26形の展望室上部中央には庇状の意匠を設け、標識灯などの灯火類を収める。正面中央の愛称表示器・編成各車の側面行先表示器はともにLED式である。
※ここでは各形式に共通の仕様を記述する。個別に異なる部分は後節を参照されたい。各設備の配置については、上野駅から札幌駅に向かう進行方向右側を「海側」、進行方向左側を「山側」と記述する。
胡弓が最初に文献に現れるのは江戸時代初期であり、三味線と比較するとやや遅い。その起源は諸説があり定かではない。中国の二胡など胡琴系楽器とはやや縁が遠く、むしろ東南アジアの楽器に近いのではないかという説や、南蛮貿易によりもたらされたヨーロッパのレベックやヴィオールに起源を求める説もある。当初は門付（かどつけ）などの民俗音楽に用いられていたようだが、一説によると三味線音楽の祖である石村検校も胡弓の名手だったという。また、八橋検校と親交のあった藤本箕山が1678年に著した『色道大鑑』には、八橋検校によって胡弓の弓が改良され音色が著しく変わったことが書かれている。このように、地歌・箏曲の成立とほぼ同時に当道座の盲人音楽家たちによって胡弓が演奏されていたことが分かる。また、初期の胡弓は胴が丸形をしており、三味線とは異なった形をしていたが、江戸時代中期までにはほぼ三味線と同形となり、形が定まった。その後、胡弓音楽は三味線 (三弦) の音楽である地歌、箏の音楽である箏曲と同時に発展し、これらを総称して「三曲」といい、相互に深くかかわり合って来た。また地歌や箏曲に加わり他の楽器と合奏することも多くなり、特に三曲すべてを合わせる三曲合奏の形式が出来上がっていった。江戸時代を通じて三曲合奏が盛んであり、このようにして、胡弓音楽は当道座の盲人音楽家たちによって作られ、今に至るまで伝承されてきた。今日、マスコミなどでは民謡の胡弓が取り上げられることが多く、一般にも知られているが、しかし胡弓音楽の主体は歴史的、内容的に見ても三曲にあり、現在でも新しい曲が作られ、演奏活動や伝承も行なわれている。