軽量なオールステンレス車体が採用された。乗降扉とデッキを車体中央部に配し、各車両の客室を前後に分割しているところが、一般的な車端部に乗降扉を設ける他の特急形車両と大きく異なっている。客室側窓の上下寸法は従来の485系に比べてグリーン車は70 % 、普通車は35 % 拡大されており、客室からの展望に配慮された。先頭車の前頭部は普通鋼製で、スピード感を持たせるため大型の前面窓には50度の傾斜角がつけられ、客室からの前面展望を可能とするため、運転台と客室との間の仕切り壁を低くするとともに、客室の腰掛部分の床面を通路より200 mm高くしている。車体断面は、211系電車等のステンレス製近郊形電車と同一とされ、全員着席を前提として車体断面を縮小した従来の一般的な特急形車両と比べて、車内空間が大きくなっている。車体色はステンレス部分は無塗装で、側面窓下に赤色と白色の帯が入っている。普通鋼製の先頭車前頭部は白色に塗装されているが、クモハ783形は先頭部正面まで帯が回り込んでいるのに対し、クロ782形およびクロハ782形では側面の運転席下部で帯が途切れており、正面までは回り込んでいない。また、「かもめ」用として製造されたグループ（クモハ783-10、14、クロ782-5、8。4両とも日立製作所製）は、前頭部から乗降扉までの帯色が水色になっている。また側面窓の間柱は黒く塗装されており、連続窓風の外観としている。
本系列の開発当時、九州地方では都市が点在している都合、高速道路網の急速な整備が進行していた。こうした背景から競合他交通機関（自家用車や高速バスなど）は発達しており、本来ならば十分に競争力を持つ特急車両が必要であった。しかしながら従来使用されていた485系電車は陳腐化が激しく、また今後の速度向上も望めないことから見劣りは否めなかった。そこで新しい設計思想を取り入れた車両が迅速に必要となり、開発されたのが本系列である。JR九州としては初の新造特急形電車であるが、車両自体の開発計画は日本国有鉄道（国鉄）時代末期の1986年（昭和61年）夏にまで遡ることができる。設計には国鉄末期に開発された新しい技術を多く取り入れている。485系電車と比べると居住性は大幅に改善され、また130km/h運転を前提として設計されたのも特徴である。JRグループとして初の新形車両ということもあり、登場時は大いに注目を集めた。
ピアノの弦は高音域から低音域まで一定の太さではなく、低音弦は高音弦よりも太いものが使用されている。典型的な弦の太さの範囲は、最高音の弦の1/30インチ（0.85 mm）から最低音の弦の1/3インチ（8.5 mm）である。このように音域によって弦の太さを変えることは、音域の広いピアノにおいて一般的に用いられている。弦の太さが異なれば、弦の単位長さ当たりの質量にも違いが出る。弦は、たとえ長さが同じであっても、そして全く同じ強さの張力で張られていたとしても、単位長さ当たりの質量によって、打弦した時に発生する定在波の基本振動数が異なる。単位長さ当たりの質量が重い弦は、同じ強さの張力で張られた同じ長さの軽い弦と比べて、遅く振動する。結果として、単位長さ当たりの質量が重い弦は、打弦した時に発生する定在波の基本振動数も低下し、より低音が出る。このことは、定在波の基本振動数をf、弦の長さをL、弦の張力をF、弦の単位長さ当たりの質量をmとした時、ピアノの弦は両端が固定されているため、以下の関係式が成り立つ。この関係式から明らかである。仮に、同じ強さの張力で張られた、単位長さ当たりの質量が同じで、片方がもう片方の2倍の長さである2本の弦をピアノに使用した時のことを考えてみる。この2本の弦を打弦すると、上記の関係式から、長い方の弦は短かい方の弦よりも2オクターブ低い音高を基本振動数として振動することが判る。しかしながら、この原理だけを使ってピアノを設計した場合、低音弦を合理的な大きさの枠に収めることは難しい。なぜなら、現代のピアノの音域は7オクターブを超えている。もし6オクターブの音域を、弦の長さを変えることだけで実現しようとしただけでも、最高音の弦に対して、最低音の弦は2の3乗倍の長さ、つまり、8倍の長さが必要になってしまうからだ。さらに、こういった仮想的な巨大ピアノでは、最低音域の弦は振動中に大きく動くため、お互いにぶつかってしまうだろう。そして、「インハーモニシティとピアノのサイズ」で解説しているように、最高音の弦の長さを短くすると、今度は音が悪くなるなどの問題が出てくる。なお、弦の張力を変えることでも、打弦した時に発生する定在波の基本振動数を変化させられる。単位長さ当たりの質量が同じで、弦の長さも同じである2本の弦の、片方をもう片方の弦の4倍の強さの張力で張れば、打弦した時に起こる基本振動数は2倍になる。しかし、この原理だけを使ってピアノを設計することも現実的ではない。弦を張るフレームが張力に耐え切れずに破損する、弦が張力に耐え切れずに断線するなどの理由で、7オクターブを超える音域の弦を充分に張ることはできないだろう。ただ、だからと言って、「インハーモニシティとピアノのサイズ」で解説しているように、単純に弦の太さを変えれば良いというものでもない。ピアノの低音弦に巻弦を使用する理由も、ここにある。