三菱電機製のCI14である。IGBT素子による3レベルコンバータ+2レベルインバータで構成されており、主変換装置1基で1台車（2基の主電動機）を制御する1C2M方式であり、1台車分の回路を開放した状態でも、最大勾配で起動可能な性能を確保している。
ブレーキ方式は回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキとし、回生ブレーキはT車遅れ込め制御を行う。別途直通予備、抑速、耐雪の各ブレーキを備える。また、台車単位の滑走防止装置を設け、滑走を検知した場合、当該台車のブレーキ力を一時的に弱め、再粘着を促進する。
台車はE531系・E233系の電車ホーム向け低床台車DT71・TR255系をベースに、さらなる低床化への対応を施した軸梁式ボルスタレス台車、DT72形動台車とTR256形付随台車である。ただし、青い森703系は同型のTS-1037形動台車・TS-1038形付随台車、1000番台については小改良（後述）のため、DT72A形動台車、TR256A形および同B形付随台車に区分される。台車は、車両の床面高さを大幅に低減させる必要があったため、台車枠は、側枠中央部を引き下げた弓形台車枠とし、そこに空気ばね（枕ばね）を設置して、車体の空気ばね支持高さを低くしており、加えて車輪は一般的な日本の在来線車両の標準より50mm小さい新製時直径が810mm径のものを採用している。動台車については歯車装置も小型化する必要があったため、大歯車を小型化している。ギア比は1:5.93となっている。各軸の軸箱体先端には軸ダンパが装備され、牽引装置は一本リンク式である。先頭台車は増粘着装置を搭載する。動力車にはMT76形三相誘導主電動機を1台車あたり2基搭載する。先頭台車には雪かき装置が装備されているほか、空転・滑走防止のため、セラミック噴射装置を、0・500番台・SAT721系・青い森703系ではMc車の第1軸と第4軸、Tc'車の第1軸に、1000番台ではMc車の前位側、M車の後位側の動台車に取付けている。
機器に関しては保安装置・補助電源装置・電動空気圧縮機は二重系とされ、一方が故障しても健全な機器に切り替えることでなるべく運行が続けられるよう配慮がなされている。また、床下機器類については、低床化に対応して配管や配線経路の見直しや機器の高さの縮小がなされている。また、台車上部に配線・配管が確保できないため、側窓柱間に配線・配管し、引き通し線は車両上部の歩み板内部に格納されている。また、雪中での応急処置を想定し、配電盤や応急処置に必要な工具は室内に格納されている。
本節では便宜上、先行製造された500番台P-501編成を先行車、以降の車両を量産車と呼称する。また、特記ない限り、共通の事項を述べることとし、番台ごとの差異は後述する。先述のように仙台地区の低床ホームに対応すべく、低床車として車体構造などの設計が従来車から細かく見直された上で製作された。また、ワンマン運転を想定したレイアウトとなっており、一部車両ではワンマン運転関連機器を設置するほか、非対応車についても機器類の準備工事がなされている。また、運用に弾力性を持たせるため、701系と相互に連結運転が可能となっており、幌や連結器高さ等の寸法・構造や、引き通し回路は共通化されている。また719系についても切り替えスイッチを扱うことで相互に救援を可能としている。
死者の遺体は、家屋の外に蔵骨器に納められるのが一般的であるが、石で囲んで家屋の床下に埋葬されることもあった。供物として埋納遺構（Cache）に用いられる土器は「宝のつぼ（"Treasure Jar"）」と呼ばれる土器や蓋付きの土器であって、床下に埋められ丸石やビーズが中に入っていることもあった。もっとも一般的なタイロナの土器は調理用の赤い土器と家財道具としての黒色磨研土器である。黒色磨研土器は動物、人間、神、悪魔などの生き物の形をしており、さらにさまざまな形をしている。中には脚付きの壺やバスケットのような釣手のついた皿、蓋のついた円筒形の甕、鐙形の注口をもった壺(cf.鐙型注口土器)、動物をかたどった球根状の空洞の脚を持った四脚土器、そういった土器が二次埋葬の遺体が納められた蔵骨器とともに死者の副葬品として多量に埋葬された。また、翼の形をしてよく表面を磨いている石製ペンダントと鋳造された金のペンダントもそのほかの副葬品とともにみられる。またタイロナ文化には、メソアメリカに由来すると思われる多くの要素がみられる。儀礼に用いられる埋納遺構（Cache）、トラロックのように舌を突き出した存在を表現した土器、土偶やヘビやジャガーの両あごの中に人間の顔が表現されたオカリナ、そのほかメソアメリカに由来するものとして現在もタイロナの末裔として山地に生き残っているコギ族が9を神聖な数とし、4つの顔を持つ神、世界を4色に色分けすることなどの観念をみると強い影響があったと考えられる。それらは、形成期かそれより早い段階の核アメリカの文化的遺産に由来すると考えられるが、実際のところは、タイロナと同じ時期の後古典期のメソアメリカの影響と考えられる。ライヘル・ドルマトフは、そのようなメソアメリカのイデオロギーは、カリブ海を経由してコロンビアの北部に直接もたらされたと考えている。