国鉄ED16形電気機関車
全長:15360mm
全幅:2810mm
全高:3940mm
軸配置:1B+B1
機関車運転整備重量:76.80t
動輪上重量:59.64t 最大軸重:14.91t
電気方式:直流1500V
1時間定格出力:900kW
1時間定格引張力:10,100kg
最高運転速度:65.0km/h
1時間定格速度:32.5km/h
主電動機 MT17形4基
動力伝達方式:1段歯車減速吊り掛け式 歯車比:17:81(1:4.77)
制御方式:重連(のち非重連)、抵抗制御、2段組合せ、弱め界磁制御
制御装置:電磁空気単位スイッチ式
制御回路電圧:100V
ブレーキ装置:EL14A空気ブレーキ、手ブレーキ
台車形式 主台車: 先台車:LT124
EF52形をD形(動輪4軸)として小型化したような外観である。EF52形と同様、箱型車体で車端に乗務員出入用のデッキが設けられている。動輪は4軸で、両端に先輪が1軸ずつ設けられている。
内部機器はEF52形を元にして開発されたが、本形式はD形機であることから回路構成は比較的単純なものとなり、EF52形の実績を反映させた機器とともにEF53形といった省形電気機関車への橋渡し的存在となった。また、勾配路線での運転を考慮して動軸には空転検出回路による運転室への警報装置を備え、さらに重連運転を考慮して重連総括制御装置を設けたが、総括制御は冬期には雪の侵入による故障が多発しただけでなく、空転検出回路も当時の技術では警報装置を作動させる以外の動作を行うことができず、後ろの機関車に対して先頭の機関車の制御装置から空転対策を講じることが難しいなど取扱いに問題があり、総括制御装置は短期間で撤去、空転警報装置も戦後には一部で使用を停止・撤去してしまった。
本形式はEF52形に続く省形電気機関車であること、試験用に使いやすい車体規模や構造であったことから新造直後より電気機関車の性能・運転状態の試験に供されただけでなく、1933年(昭和8年)には中央本線で回生ブレーキ実験、1957年(昭和32年)には奥羽本線板谷峠で直流電気機関車の再粘着実験を行い、その結果はEF11形の回生ブレーキやED60形以降の新性能電気機関車開発に反映された。