国鉄301系電車
1966 (昭和41) 年から開始された中央・総武緩行線と帝都高速度交通営団(現・東京地下鉄)東西線の相互乗り入れの開始に備えて設計・開発された。
クハ301-モハ301-モハ300-モハ301-クモハ300の5両編成が1966 (昭和41) 年に5本 (のちに7両編成、計35両)、1969 (昭和44) 年に3本 (21両) の計56両が製造され、全車両が相互乗り入れ先の中央線緩行線側終着駅に隣接する、当時の国鉄東京鉄道管理局 (1968 (昭和43) 年より東京西鉄道管理局) 三鷹電車区に一括配置された。
国鉄が初めて設計・製造した地下鉄対応の通勤形電車であるとともに、国鉄電車としては初めてアルミニウム合金車体を本格採用した車両でもある。このため、製造担当はアルミ合金製車体の製造実績がある企業に限られることとなり、1962 (昭和37) 年製造の山陽電気鉄道2000系を皮切りにアルミ車体の電車製造ノウハウを蓄積しつつあった川崎車輛(現・川崎車両)と、同じく1963 (昭和38) 年製造の北陸鉄道6010系以降、アルミ車両の製造実績があった日本車輌製造の2社が選定された。
基本設計は103系に準じているが、形式は新たに「301系」となった。当時の国鉄はアルミなどを使用した特殊車体の系列に限り百の位に数字「3」を使用しており、後の381系(アルミ製の振り子式車両)もこれにならっている。
本系列は当時の国鉄通勤形としては最先端な車両であったが、試作的要素が多く製造コストが非常に高かったこと、アルミ合金製車体の問題から他の車輌メーカーが参入できないことにより1969年で製造は打ち切られ、それ以降の増備については103系1200番台へ移行した。
剛性値は下記のようになっており、101系と比較すると曲げ、ねじり共に半分程度の値となっている。
側面方向幕はなく、構体改造の困難さから後年の改造でも取り付けられなかった。また、原型となった103系では主電動機冷却風取り入れ口を電動車の側面に片側2か所備えるが、本系列では設置されていない。
先頭部に非常用貫通扉を設置しており、貫通扉左右の窓を車体外方に向かって内側に窪ませる方式とした。以後、この前面構造は後継の103系1000・1200番台やクモヤ143などの事業用電車などにも採用された。前照灯は前方視認性や営団との協定から通勤形では初となるシールドビーム2灯を窓下に振り分けて設置する方式に変更された。これに伴い表示器が左は運行番号表示、中央が種別および行先表示、右はJNR→JRマークを掲出していた。運行番号表示は1998年にLED式に交換している。
また地下線内での換気効率向上から、屋根上通風器は換気調節ができる角型押し込み式が採用された。