最大寸法は長さ11,735mm、幅2,591mm、高さ3,620mmで、1921年（大正10年）5月枝光鉄工所製の木造車体を備える。定員は70人（内座席36人）、重量は14.5トンである。台車は京王電気軌道ではアメリカ・J.G.ブリル社製鍛造軸ばね式2軸ボギー台車であるBrill 76Eを装着し、多摩湖鉄道では前述の通り軌間が異なるためバックゲージを短縮した。固定軸距は1,473mm、ボギー中心間距離は5,334mmである。電動機は電圧500V、出力33.57kWの物を各台車に1基ずつ吊り掛け式で装架する。歯車比は19:67である。制御器は直接制御器を両側の運転台に1個ずつ、1両で2個搭載する。制動装置（ブレーキ）は手用制動と制御器による電気制動を備えるほか、直通空気制動も備える。集電装置はトロリーポールを1両につき2基搭載する。連結器は認可時および増加届時に連結器省略の許可を受け省略している。これは連結器は京王電気軌道時代から省略しており、取り付けには構造上多額の費用がかかり、多摩湖鉄道でも連結運転の必要がないためである。
1933年（昭和8年）9月13日付監第2259号で2両の設計認可および連結器省略許可を受けた。竣功届は3年後の1936年（昭和11年）7月28日付多鉄子第86号で提出、モハ20形モハ20・21号となったが、実際の使用開始時期は不明である。連結器省略許可申請書によれば京王電気軌道が1933年（昭和8年）8月28日付京王第106号廃車届で廃車した30・33号を譲り受けたものであるが、入線時期は益井茂夫の「多摩湖鉄道とその車両」によるとモハ20号が1933年（昭和8年）8月、モハ21号が1934年（昭和9年）1月である。また、1934年（昭和9年）3月6日付多鉄戌第22号増加届および同年4月20日付監第1153号連結器省略許可でモハ22号を増備した。益井茂夫によれば入線時期はモハ21号と同じく1934年（昭和9年）1月で、京王電気軌道時代の番号は全体で30・32・33号である。そのため、モハ22号は京王電気軌道32号ということになる。京王電気軌道では32号を1934年（昭和9年）2月6日付京王第318号廃車届で同年1月31日限りで廃止した旨を届け出ている。なお、益井茂夫の「多摩湖鉄道とその車両」でモハ20 - 22号の京王電気軌道時代の番号は順に30、32、および33号だとしているが、これは前述の連結器省略許可申請書と食い違う。
モハ20形は現在の西武多摩湖線を建設および営業した多摩湖鉄道が東京商科大学予科（現・一橋大学の小平国際キャンパス）移転による輸送力増強用として、1933年（昭和8年）から1934年（昭和9年）にかけて京王電気軌道（現・京王電鉄）から譲り受けたボギー電動客車（電車）である。譲り受けたのはいわゆる23形3両であり、多摩湖鉄道では初めてのボギー車であった。多摩湖鉄道では京王電気軌道と軌間が異なるためバックゲージ（フランジ内側の距離）その他一部に改造を加えた。西武鉄道引き継ぎ後の1948年（昭和23年）にはモハ101形に改番され、1951年（昭和26年）には鋼体化された。鋼製化以後については西武モハ101形電車を参照。
1979年10月19日、佐賀競馬場にてデビュー。初騎乗で初勝利を挙げる（騎乗馬・アリサホーク）。1992年7月19日、JRA初騎乗（小倉9R・ツルマルヤエコー、9着）。1993年7月25日、地方競馬通算1000勝を達成（佐賀4R・キョウシンカイソク、6806戦目）。1995年、佐賀競馬リーディングジョッキーとなる。以降2005年まで継続。1999年10月16日、地方競馬通算2000勝を達成（佐賀7R・ロトハピネス、11290戦目）。2000年9月3日、JRA初勝利（小倉7R・エイシンダンカーク）。2001年、第15回ワールドスーパージョッキーズシリーズに出場し2勝を挙げ、総合優勝を果たす。2004年2月3日、第2回佐々木竹見カップ ジョッキーズグランプリに出場し優勝。7月19日には地方競馬通算3000勝を達成（佐賀5R・スズノジョージ、14989戦目）。2007年3月3日から3月10日にかけて、佐賀競馬において3開催日に渡って騎乗機会10連勝を記録。9月9日には史上7人目となる地方競馬通算3500勝を達成した。2010年7月から9月上旬までの予定で韓国・釜山慶南競馬場で期間限定騎乗を行った。同年9月5日の開催を最後に帰国、9月13日から11月12日まで南関東公営競馬で期間限定騎乗を行う。期間中の所属は大井競馬場宮本康厩舎。同年11月11日第13回大井競馬4日目第1競走2歳一般戦（60万円以上140万円未満）をカントリーホーマで優勝（10頭立て4番人気）し、期間限定騎乗での初勝利をあげた。2011年10月23日、佐賀競馬第2競走をシゲルトウカツカン号で優勝し、19,033戦目にして地方通算4,000勝を達成した。地方競馬では史上7人目、現役では5人目となる。2019年3月、手島勝利厩舎から真島元徳厩舎に所属変更となる。