主変圧器は、単相外鉄形送油風冷式（定格容量5,650kVA）を採用し、小型・軽量化を図っている。主変換装置は、3レベルPWMコンバータ+3レベルVVVFインバータで構成されている。内蔵されたブロアでの冷却による強制風冷沸騰冷却方式を採用し、車体側面から制御機器を引き出して点検可能な構造とした WPC204 を搭載する。主電動機はWMT207, WMT208, WMT209を搭載する。WMT207 は中間車両用、WMT208 は高周波ノイズ低減対策として回路にコアを挿入した先頭車両連結面用、WMT209 は高周波ノイズ対策のコアとATCノイズ対策としてシールドカバーとジッパーチューブを取り付けた先頭車両運転台寄り用である。
Z・N編成をベースに、勾配対応のための全電動車編成とし、九州区間での35‰勾配の上りでのユニットカット起動を可能とするために引張り力を増加させる（九州区間のみで使用可）ことで、勾配起動を可能としている。また、短編成化による冗長性の確保のため、ユニット解放時の限流値増機能を有する。最高速度はZ・N編成と同じく300km/hで、九州新幹線内は現状260km/hとなっている。
主要構造はZ・N編成と同じアルミニウム合金製ダブルスキン構造を採用している。更なる騒音低減のために、車体天井中央部にある特高圧引通線の覆いを車体屋根中央部の型材と一体化構造とし、引通線自体は型材内を貫通する構造としている。4 - 5号車間には、異常時の回路切り離しが可能な特高圧引き通しケーブルヘッドが装備されている。そのケーブルヘッドの傾斜角が騒音との兼ね合いで5度となっており、Z・N編成のものとは形状が違う。そのため全周幌とケーブルが接近し、絶縁間隔の確保ができないため4 - 5号車間の全周幌の天井部分が撤去されている。
2015年6月30日、「のぞみ225号」の新横浜 - 小田原間を走行中に男が1号車に放火・焼身自殺し（東海道新幹線火災事件）、X59編成のうちダメージが酷かった1号車の783-2059が廃車解体された。その後日本車輌製造で2代目となる783-2059が新造、2016年7月25日に試運転が行われ、7月30日の「のぞみ205号」から営業運転に復帰した。前照灯などは1000番台に準じたマイナーチェンジが行われているが、連結編成の仕様に合わせられている。
東海道・山陽新幹線を直通または東海道新幹線内で完結する全ての定期「ひかり」がN700系化。また、山陽新幹線内の新ATC導入に伴い、速度向上と到達時間短縮が図られる。合わせて東海道新幹線内の「こだま」もN700系使用列車が2本増加。
東海道・山陽新幹線を直通するすべての定期「のぞみ」101本がN700系で運転されている。また、博多駅 - 小倉駅・新下関駅間の「こだま」にも1往復ずつ充当される。
東京駅 - 博多駅間の「のぞみ」の毎時1本がN700系で運行される。定期列車としては初めて「ひかり」2本に充当されるなど、上下合計で43本の「のぞみ」・「ひかり」が本系列で運転されるようになった。また小倉駅 - 博多駅間の「こだま」2往復にも間合い運用として充当されるようになった。さらに同年5月27日から順次「のぞみ」での運用が増加し、同日から翌年2月にかけて30本の「のぞみ」運用を置き換えた。また、2008年10月1日より「ひかり」での運用1本が新たに追加。また、山陽新幹線の「こだま」1往復にて300系の代走として一部の日に充当された。
2007年7月1日「のぞみ」で運転開始（東京駅 - 博多駅間：下り2本・上り3本、品川駅 - 博多駅間：下り1本、東京駅 - 新大阪駅間：1往復）。その後、N700系の増備に伴い、700系や500系で運転されていた「のぞみ」を順次置き換えていった。
2012年4月、JR東海はN700Aの導入に合わせ、同社が保有する現行のZ編成（0番台）全80編成をN700Aの同様のスペックに改造工事を実施すると発表した。
アクシオス千種は、「千種駅南第一種市街地再開発事業」としてJRバスの東名ハイウェイバスの車庫等を再開発し、地下鉄東山線とJR中央線の乗換駅である千種駅周辺の活性化を目指して建設された。当区域は、中区と千種区および東区との境に所在し、それぞれJR中央線（千種区との境）・広小路通（東区との境）で分けられている。広小路通を栄方面から東に進んだ際、千郷町交差点にて当区域に行き当たることとなるが、広小路通は交差点通過直後に左にカーブを切りながら坂を登る形となっているため、千郷町交差点付近においてはアクシオス千種はほぼ進路の真正面に見える形となっている。広小路通はこの後、千種橋（JR中央線跨線橋）を通過して中区から千種区に入っていくこともあり、もともと目を引く要素をもつ超高層ビルであることも相まって、地域のランドマークとして機能している。アクシオス千種には、地上3階建の商業棟、地上31階建の賃貸住宅棟、地上8階建の駐車場棟がある。また、区域の一部は分譲マンションとされることとなり、デベロッパーとして大京が地上27階建の「ライオンズタワー千種」を建設し分譲した。