ボイラーは初期の機体においてはT型や水平式のものが使用されていたが、1910年代頃よりワゴントップ式のものが主となっていた。前述のとおりボイラーは機関車中心線に対しては左側、台枠中心線上に搭載されているほか、機関車右側に蒸気機関を搭載するため、火室の灰は火室下部ではなく、その左側に排出される。燃料は石炭、石油、薪から選択することができ、対応した火室および火格子、煙室、煙突が用意されているほか、過熱装置を装備することも可能である。
台枠はI形鋼を組立てたものにトラス棒を組合せた構造、もしくはガーダー式構造のもののいずれかで、いずれもリベット組立となっている。必ずしも大型機や新しいものがガーター式ではなく、改造後に197ショートトンの史上最重量のシェイ式機関車になったWVP＆P12号機（後述）は、1921年の製造時点ですでに150ショートトンの大型機であったが、保守現場の意見でトラスロッド構造であった。台枠は右側中央の側梁外側に蒸気機関を装備するため、機関車中心線より左側にずれて位置している一方で、端梁および中梁と、枕梁に設置される心皿の位置は機関車中心線に合わせられている。また、同じく機関車中心線から左側にずれて設置されるボイラーは台枠中心線上に搭載され、機関車中心線に合わせて装備される運転室、燃料庫と水タンク、歩み板等は台枠からは右側に張り出す形で設置されている。
初期の機体は6-10ショートトンの小型のもので、木造の台枠の中央部に縦型ボイラーと縦型シリンダの蒸気機関と簡単な屋根を、その前後に水タンクと燃料庫を搭載した構造となっており、走行路線によって木製レール用の幅広・高フランジの車輪や、丸太レール用の両側フランジの車輪を装備する機体も製造されていた。その後1882年以降水平ボイラーの機体が製造されるようになるとともに1880年代後半には縦型ボイラーの機体の製造が終了している。また、1884年以降3台車の、1902年以降4台車の機体や鋼製台枠の機体が製造されるようになり、1910年頃にかけて標準設計を適用したシリーズ化がなされている。なお、蒸気機関の右側面への配置は、アメリカの鉄道における右側通行（機関士席を右側に配置）によるものであるが、通常と逆に左側面にエンジンを設置した仕様で製造された機体が4両あり、全機がメキシコの鉱山鉄道であるSr. Octaviano B. Cabrera Co., San Luis de la Paz, Mexico向けの特注であった。また、アメリカのフォード・モーター社の工場で使用されていた2号機はボイラーが車体中心線上の配置となるよう改造されていた。また、ハイスラー式機関車、クライマックス式機関車といった他の歯車式蒸気機関車と同様に、シェイ式機関車の台枠や駆動系を流用してディーゼル機関車に改造された事例がある。標準設計における各部の構造は以下の通り。
シェイが林業を営んでいたミシガン州ハーバー・スプリングスに1893年に敷設した1067mm軌間の森林鉄道で、後に旅客営業を開始してハーバー・スプリングス鉄道となった鉄道では、シェイ自身が製造した3両のシェイ式機関車の1-3号機の3両が使用されていた。これらの機関車は、極めて小径の動輪と内側台枠式の台車を用いた、ボイラー中心が機関車中心の低い位置にある形態が特徴の小型の機体であった。
ライマ社以外でも同様の機関車を生産しているが、後に"シェイ"はライマの商標になっているため、ウィラミットや他社製の機関車を"シェイ"として扱う事は正しくない。
1962年8月5日、ロサンゼルス郊外のブレントウッドにある自宅の寝室で全裸で死亡している所をメイドが発見した。36歳だった。死の直後、マスコミでは「死因は睡眠薬の大量服用による急性バルビツール中毒で、自殺の模様」と大々的に報道され、世界に多大な衝撃・悲嘆が駆け巡った。ドラッグ・オーバードースであるとの声もある 上、「『女房は生きていた』の主役を降ろされたことを悲観して」との根拠に欠ける仮説も唱えられたが、2000年代に入りFOXニュースが20世紀フォックスの倉庫から発見した資料によると、FOX首脳部との会談で、モンローとそりの合わなかった監督を降板させ、モンローを復帰させる契約が交わされていたことが分かった。さらに、「何という行き方!」というミュージカル大作への出演も決まっており、「モンローが配給会社から見捨てられ、失意の中で死んでいった」という仮説は成立しなくなることが分かった。1980年前後以降は自殺説は影を潜め、モンローの死後間もない時期から存在していた何者かによる謀殺説が根強く叫ばれ続けている。現場からは自殺に使うはずのコップは発見されておらず、またモンローが遺体で発見されたとき、手には受話器が握られていたものの、FBIが押収したモンローが死亡した前日と死亡した夜の電話の通話記録 には電話局からは同時刻の通話記録はなく、部屋からはモンローの日記（赤い手帳）が消えていた。そのため電話の通話記録の改ざん・隠蔽を行うことができる政治力の持ち主がモンローの死に関わっていたとする主張がある。「急性バルビツール中毒による体の不調を受けて救急車を自ら呼ぶために受話器を取ったものの、ダイヤルする前にこと切れた」という説もある。なお、ケネディ大統領と1950年代より不倫関係にあったこと、さらにケネディ大統領の弟であり当時の司法長官だったロバートとも不倫関係にあったことが上記のように死後複数の証言から暴露された 上に、お互いを紹介したのが、ケネディの大統領選挙の際の支援者でマフィアの大ボスのサム・ジアンカーナと関係の深いシナトラであったことや、これらの関係を知ったFBIのジョン・エドガー・フーヴァー長官が、ケネディとモンローのみならず、ケネディとマフィアの関係についても度々忠告していたことが、この謀殺説を後押ししている。またこれらの不倫の事実が死後に公にならないように、モンローが常に会話の内容をメモしていた赤い手帳が表に出るのを避けるために謀殺後に密かに処分したという説もある。