前述のとおり、アプト式の蒸気機関車のため、通常の粘着運転用のシリンダーを台枠外側に2基設置したほか、ラックレール用の歯車（ピニオン）を駆動する専用シリンダーを台枠内側に2基、計4基のシリンダーを装備している。4基のシリンダーに蒸気を供給するため、ボイラー上の蒸気ドームは、非常に大きなものとなっており、特徴的であった。狭軌用である本形式においては、台枠内側に歯車用シリンダを設置する幅員を確保するため、動輪の外側に台枠を設けた外側台枠式とされている。また、急勾配のため、真空ブレーキ・手ブレーキのほか、シリンダーの反圧ブレーキやバンドブレーキ（勾配中での停車や非常用）が設置されている。このほか、1898年ごろに煤煙防止とボイラー性能向上のため、重油併燃装置が設置され、ボイラー上に箱形の重油タンクが設置された。
官設鉄道は当時、高崎 - 直江津間の建設工事を行っていた。しかし、横川 - 軽井沢間（現在は廃止）の碓氷峠には、最大66.7‰(1/15)という前例のない急勾配、さらには長短合わせて26ものトンネルが存在するという国内屈指の難所であった。そこで、この急勾配を克服するために、日本初のラック式鉄道を使用することになった。これにより、この区間専用の蒸気機関車が製造されることになった。その中の最初の形式が、本形式である。本形式は、まず1892年に4両（製造番号2502 - 2505）が製造され、官設鉄道ではAD形（194, 196, 198, 200）と付番されたが、1894年（明治27年）には日本鉄道分離にともなう改番により、126, 128, 130, 132に改められた。1898年（明治31年）の鉄道作業局発足時には、C1形（500 - 503）となっている。これらの後は、イギリスのベイヤー・ピーコック社製のC2形（後の鉄道院3920形）、同社および汽車製造製のC3形（後の鉄道院3950形、3980形）が増備されていたが、1908年に再びエスリンゲン社に同形車3両（製造番号3510 - 3512）が発注され、翌1909年（明治42年）に来着、518 - 520と付番された。そして、同年制定された鉄道院の車両称号規程により、C1形は3900形に改められ、番号順に3900 - 3906に改番された。
3900形は、かつて日本国有鉄道（国鉄）の前身である鉄道作業局、鉄道院、鉄道省に在籍したラックレール式（アプト式）蒸気機関車である。1892年（明治25年）および1908年（明治41年）にドイツのエスリンゲン社 (Maschinenfabrik Esslingen) で計7両が製造された。なお、本形式は官設鉄道初のドイツ製蒸気機関車であった。
主要な撮影は、アメリカ(ロサンゼルス)、イタリア(フィレンツェ、ローマ、ターラント、シエーナ、フラスカーティ)、アラブ首長国連邦(アル・アイン、アブダビ、リワ・オアシス、ラアス・アル＝ハイマ、シャールジャ)で2018年7月30日に始まり、2018年12月5日に終了した。
明治通りの直下、新宿七丁目交差点と大久保二丁目交差点の間に位置する。上下2層式、各層に島式ホーム1面2線を有する2面4線の構造である。ホームの位置は上層（地下5階）が渋谷方面、下層（地下6階）が池袋方面となる。上下2層に分けられた理由は、同一階層で2面4線の構造にすると明治通りの道幅に収まらなくなるためである。新たに建設された副都心線の池袋 - 渋谷間では最も深い駅に該当する。B線ホーム（池袋方面）は35.4m、A線ホーム（渋谷方面）は29.2mとなり、東京メトロ全駅では4番目に深い駅（B線ホーム）に該当する。駅の北側（大久保通りとの交差部分）は、電力などのライフラインが多く埋設されていることから非開削（パイプルーフ工法）で建設されており、そのため地上への出入口が駅の中央と南側（新宿七丁目側）に位置しており、駅北端の大久保通り沿いにはエレベーターのみが設置されている。大江戸線との連絡通路も駅南端に位置する。駅のデザイン・コンセプトは「つつじ」と「アクティブ」であり、ステーションカラーにはつつじの薄紅が採用され、ホームの壁面やベンチのデザインにもつつじの花が使われている。かつて駅にほど近い地区が「つつじの里」（鉄炮組百人隊の武士たちが内職でつつじを栽培していた）として知られており、現在は、「商業地域であると同時に、住宅地でもあり、多種多様な地域性が融合し、活気に満ちている（アクティブ）地域性」から、設定されたものである。地下4階では中山ダイスケの作品「新宿躑躅」を見ることができる。当駅では優等列車の追い抜きが行われており、当初は、ホームドアが待避線側にのみ設置され、通過線側には壁が設置されていた。よって、優等列車の待避の有無に関係なく、当駅に停車する列車はすべて待避線側に入線していた。ただし、通過線側の壁は一部が開閉可能な構造になっており、異常時には通過線側からも乗客がホームに脱出できる構造とされていた。この通過線側の壁は、平成27年度事業計画で、交互発着機能の付加により遅延対策を図るとされ、2015年5月末までに撤去され、現在のホームドアが設置された。2015年5月30日より、通過線側のホームも供用開始されたことで、各方面とも1面だったホームが各2面に拡大し、スムーズな運行による安定輸送の向上が図られることになった。