N-BASICはマイクロソフトのDISK BASIC version 4.51をベースに、PC-8001用にグラフィック機能や通信機能を強化して開発された。ビル・ゲイツと西和彦が主設計を担当し、マーク・ウィルソンがプログラムのコーディングを担当した。PC-8001の開発は1978年夏頃に始まった。開発を指揮していた渡辺和也は、アスキーの西和彦の仲介でマイクロソフトのBASICとビル・ゲイツの紹介を受けた。渡辺はマイクロソフトやアメリカの市場調査に向かおうと考えたが、当時のマイクロソフトは社員10名余りのベンチャー企業で、パソコン市場も創生期にあって公に認知されておらず、出張の言い訳が難しかった。そこで、1978年11月にロサンゼルスで開催された見本市『ウェスト・コースト・コンピュータ・フェア』を見学するという理由を付けてアメリカに渡り、見本市の見学は1日で済ませて、マイクロソフトへの訪問や市場調査に向かった。この出張で渡辺はアメリカでデファクトスタンダードの地位にあるマイクロソフトのBASICを採用すると決めた。NEC社内には既に土岐泰三がPC-8001用に開発していたBASICがあった。土岐のBASICは処理速度が優れていた。社内には大企業たるNECが小さな会社（マイクロソフト）からソフトウェアを買うことに抵抗感を示す者も少なくなかった。しかし、マイクロソフトのBASICは他社で使用されている実績があるためにバグの心配が少ない上、既にアメリカでデファクトスタンダードの地位を確立していたことから、渡辺は先を見据えてマイクロソフトのBASICを採用することにした。西はマイクロソフトの日本代理店として最初の大型顧客を獲得するため、マイクロソフトのBASICを非常に安い価格でNECに提供した。土岐が開発して採用が見送られたBASICはPC-8801のN88-BASICを開発する際に活用された。PC-8001の成功を見た他のメーカーもマイクロソフトと交渉し始め、渡辺によればBASICの価格は1年後には1桁上がっていたという。
1979年に発売されたPC-8001に24KBのROMで搭載された。倍精度実数演算やカラーグラフィックなど、当時のスタンドアロンBASICとしては最先端の機能を備え、完成度が高く、後の同種の環境の模範となった。ただし、後のN88-BASICなどと比較すると、ラベルが使えない、変数名が先頭2文字しか識別されない、構造化制御文がないなど見劣りする点もある。命令や関数の前後は、必ずしも空白文字で区切らなくてもよい。よって、FORTRAN=ATOK5と記述すると、「変数『FORTRAN』に、変数『ATOK5』の値を代入する命令（LET文）」ではなく、「『TRAN』という変数を、変数『A』の値を初期値、変数『K5』の値を終値としてループを回す命令（FOR文）」として解釈された。N-BASICのROMを逆アセンブルして注釈をつけた『PC-8001 BASIC SOURCE PROGRAM LISTINGS』という書籍が秀和システムトレーディング（現・秀和システム）から出版され、マイクロソフトとの間で訴訟問題に発展するという事件もあった。N-BASICで開発されたソフトウェア資産が膨大であったため、N-BASICはその後のPC-8000シリーズ・PC-8800シリーズにも搭載された。また、PC-9800シリーズにもオプションROMの形で提供されていた。PC-8001mkII/SRに搭載されたN80-BASICは、N-BASICの24KBのROMをそのまま利用し、それに8KBの拡張ROMを増設する形で実装されている。
1台車・1モーター装備・2軸駆動という、日本の電車としては非常に珍しい特徴を持つ。ほぼ同時期に電気機関車においても日本国有鉄道（国鉄）EF80形などに1台車1主電動機方式が採用されたが、主電動機個数を減らして得られる、空転防止、軽量化、電動機の保守軽減などの効果より、機械的な特殊さ、複雑さによる欠点の方が大きく、特に日本国内の普通鉄道ではその後しばらくの間、採用されることがなかった。本形式ではいずれも台車中央にモーターを1個置くが、A・C編成は枕木方向の片軸モーターに複数の平歯車と撓み継手を組み合わせた方式で、モーター軸→第1段ギヤボックス→カルダン軸→第2段ギヤ装置の順に駆動力が伝わる。ギヤの数が多かったため、共鳴音の音程は非常に高く、同時にやかましいものだったという。A編成の台車はTS-311形で、固定軸距は2,000 mmであった。C編成ではTS-311形を改良したTS-315形となり、軸バネ部分にコイルバネが追加された。なお、台車中央枕木方向に主電動機軸を置く方式は、電車用としては日本国外においても類例を見ない方式である。ちなみにA・C編成の制御器は複巻電動機の分巻界磁制御を界磁調整器（FRと呼ばれる整流子型の可変抵抗器）をサーボモーターを使って抵抗値を変更する。一方のB編成はレール方向に設置された両軸モーターを使用した直角カルダン駆動方式で、スパイラルギヤ→ベベルギヤの順に駆動力が伝わる。これは5000系でも採用されていた方式であり、ギヤの数が少ないこともあって走行音は非常に静かだったという。台車はTS-312形で、モーターが線路方向に配置されている関係上、固定軸距は2,400 mmと少々長めになった。なお、1台車1主電動機全軸駆動の実例として、B編成に見られるレール方向に主電動機軸を置くものは、連接車やトレーラーを牽引するために、路面電車でも1台車2電動機が一般的だったヨーロッパでは、ドイツのデュワグカーなどで広く使用された。日本では、「軽快電車」として開発された広島電鉄3500形や長崎電気軌道2000形、熊本市交通局8200形まで、この方式の採用例はない。B編成の制御器は複巻電動機の分巻界磁制御を電動発電機からの電流を使ってコントロールするシステムである。台車はいずれも東急では初となる空気バネ付き台車であった。基礎ブレーキは、A・B両編成では構造が簡素なため保守管理の手間を省くことができるという予測からドラムブレーキが採用されたが、C編成では踏面両抱き式のものを当初から装着していた。当時のドラムブレーキは鉄道車両に採用するには構造的に丈夫でなかったため、A編成・B編成もそれぞれ1962年・1963年に同じ方式に改造された。当初は全ての編成が回生ブレーキを搭載していたが、B編成の回生ブレーキは保守合理化のため1969年に撤去され、電磁直通ブレーキのみとされた。電動空気圧縮機はA・C編成がC-1000形を、B編成ではRCP-40B形を採用していたが、B編成のものは後にC-1000形に交換された。