パンタグラフは廃車発生品のPK-55のストックがなくなったことから、M1とM3に下枠交差式パンタグラフのPK-60（1次車）あるいはPK-80（2次車）を各車に2基ずつ新製搭載し、パンタグラフ非搭載のM2へは隣接するM1あるいはM3から給電される。PK-80は山陽初の電磁かぎ外し式で、1次車についても後にこれに交換している。
5000系5020F以降と同様な軸梁式ダイレクトマウント空気ばね台車を採用しているが、仕様の一部変更により形式がKW-93A（M台車）・94A（T台車）となっている。変更点は、M台車の主電動機取付部の変更・T台車の滑走検知装置取付けである。
山陽初採用となったVVVFインバータ制御装置は、高耐圧IGBT素子を使用する3レベルインバータ制御器の富士電機CDA964で、主電動機をIGBT素子で1基ずつ制御する個別制御（1C1M）方式を採る。山陽では2000系以降長らく「富士電機（あるいは前身の川崎電機製造）製制御装置+三菱電機製主電動機」の組み合わせであったが、本系列では制御器との組み合わせの関係上、主電動機も富士電機製三相交流誘導電動機であるMLR105（定格出力170kW）となった。主電動機が変更されても3000・5000系と駆動装置を共通化することが求められたため、歯車比も5000系以前と共通の82:15 (5.47) であり、VVVF車としては低めの設定となっている。なお、後に登場した6000系では主制御器・主電動機ともに三菱製となったため、富士電機製の制御器を搭載する新造車両は2016年10月現在、本形式が最後であり、また富士電機製の交流誘導電動機を搭載するのは本形式が唯一となっている。駆動装置のWN継手については、従来品に対し惰行時の騒音低減対策を施した改良品が採用されている。
5000系5次車に準じた、アルミ合金大型押出型材自動溶接工法による両開3扉構成の19m級車体としている。座席は5000系と同様に客用扉間クロスシート、両端部ロングシートのセミクロスシート構成を踏襲したものの、阪神線内の混雑に対処するため転換クロスシートは山側1人 - 浜側2人掛けの3列となったほか、車内スピーカーも増設された。前面形状は5000系3次車に準じているが、幌枠が設置されていないため、5000系3次車とは若干印象が異なっている。1次車2編成には扉開閉予告ブザーが装備されているほか、車内にはLED式案内装置と非常通報装置（通話機能付加）が装備されている。2005年に転落防止幌が設置された。冷房装置は5000系のCU-71Sを低騒音・高効率形に改良した集中式CS-71SCを搭載している。またこの機種変更により、これまで屋根上の冷房機の前後左右各1基ずつ搭載されていた通風器が廃止されている。
薩摩国の国人の一人・祁答院良重が築城したと伝えられるが、築城時期の詳細は不明である。1529年（享禄2年）頃との説がある。天文年間（1532年～1555年）、祁答院良重は菱刈隆秋、蒲生範清と組んで島津貴久に反旗を翻した。1554年（天文23年）、菱刈、蒲生連合軍が島津側の武将・肝付兼演の居城である加治木城を攻め、貴久は加治木城を救援するため祁答院良重の住む岩剣城を息子の島津義久、義弘（当時「忠平」）、歳久に攻めさせる。岩剣城は三方を断崖に囲まれた天然の要塞であり、良重もよく籠城して耐えたが、救援に来た蒲生範清が島津側に撃退されると孤立無援となり、最後は籠城した女性が化粧道具を投げてまで応戦したが多勢に無勢は明らかで、ついに良重主従は岩剣城を捨てて本拠のあった祁答院（現薩摩川内市祁答院町）に逃亡し、岩剣城は落城した。残された女性は城の断崖から身投げして自害したという。この城がなかなか落城しなかったのは、麓の岩剣神社の加護があるからだとして、御神体を白銀坂にある島津氏の本陣に勧請して「戦いに勝利を収めたら、毎年例祭日に神舞を奉納しよう」と願を立てたところ、その夜のうちに城から敵勢が逃亡し落城したとの伝がある。その後、この城の城代に島津義弘が任命されて入城したが、城の立地はあまりにも不便であり、麓に「平松館」を築いて、その後1564年（永禄7年）に飯野城に転出するまでここを本拠とした。義弘が転出した後の岩剣城と平松館の状況は不明である。文禄（1593年～1596年）頃には義弘の娘で島津朝久未亡人となった御屋地とその子供がこの平松館に居住していた。1606年（慶長11年）、義弘は再びこの平松館を居所とするが、わずか1年後の1607年（慶長12年）には加治木館に転居し、岩剣城は実質的に廃城となった。平松館は1737年（元文2年）に島津継豊の弟・忠紀が越前島津家を再興したときにその居館となり再建される。その後明治まで使われていた。ちなみに最後の住人は島津久光の子息・珍彦である。