シェイ式蒸気機関車
機関車本体には2軸ボギー台車を2基装備し、クラスCはテンダーに1台車、クラスDは同じく2台車を装備する。帯材を組み立てた台車枠のアーチバー式台車と、鋳鋼製の台車枠を使用した台車があり、いずれも上揺枕、下揺枕ともに形鋼と鋼板の組立式で、軸ばね、枕ばねともにコイルばねを使用しており、枕ばねは小径のものを複数並列に配置する方式としている。例えば1921年のカタログでは、アーチバー式のものはクラスA用のもの2種とクラスB、C用とクラスB、C、D用のもの各1種、鋳鋼式のものはクラスB、C、D用のもの1種が用意されており、それぞれトン数に応じた動輪径、軸距のものが使用されている。
駆動装置は台車右側の動軸の軸箱がこれと直角に配置されたラインシャフトの軸箱を兼ねており、ラインシャフトに装備されたラインシャフトピニオンから動輪軸端部に装備されたギヤリムに動力が伝達されており、この歯車はすぐばかさ歯車となっている。なお、これらの継ぎ手および歯車はすべてオープン構造となっている。
I形鋼組立・トラス棒式の台枠を装備する機体
ガーダー式の台枠を装備する機体
運転室内、蒸気機関が装備される機関車右側が運転席
縦型3気筒の蒸気機関、弁装置はスチーブンソン式
伝達軸、丸型の自在継手2個1組とその中間に配置された角型の伸縮継手から構成される
標準的なアーチバー式の台車の駆動装置側
標準的なアーチバー式の台車の反駆動装置側
鋳鋼製台車の駆動装置側
初期の機体は6-10ショートトンの小型のもので、木造の台枠の中央部に縦型ボイラーと縦型シリンダの蒸気機関と簡単な屋根を、その前後に水タンクと燃料庫を搭載した構造となっており、走行路線によって木製レール用の幅広・高フランジの車輪や、丸太レール用の両側フランジの車輪を装備する機体も製造されていた。その後1882年以降水平ボイラーの機体が製造されるようになるとともに1880年代後半には縦型ボイラーの機体の製造が終了している。また、1884年以降3台車の、1902年以降4台車の機体や鋼製台枠の機体が製造されるようになり、1910年頃にかけて標準設計を適用したシリーズ化がなされている。
なお、蒸気機関の右側面への配置は、アメリカの鉄道における右側通行(機関士席を右側に配置)によるものであるが、通常と逆に左側面にエンジンを設置した仕様で製造された機体が4両あり、全機がメキシコの鉱山鉄道であるSr. Octaviano B. Cabrera Co., San Luis de la Paz, Mexico向けの特注であった。また、アメリカのフォード・モーター社の工場で使用されていた2号機はボイラーが車体中心線上の配置となるよう改造されていた。また、ハイスラー式機関車、クライマックス式機関車といった他の歯車式蒸気機関車と同様に、シェイ式機関車の台枠や駆動系を流用してディーゼル機関車に改造された事例がある。
標準設計における各部の構造は以下の通り。