小田急3000形電車 (2代)
前面は一般車両では2200形以来となる非貫通型で、それまでの小田急の通勤車両のイメージとは大きく異なる。前面の構体を覆う箇所は、リサイクルを考慮して1000形・2000形の繊維強化プラスチック (FRP) 製成型品から鋼製に変更し、シルバーメタリック塗装とした。2次車までは先頭車の前面ガラス下部の帯に青色の帯を入れていたが、機器構成が変わった3次車以降は細帯に変更された。
前面下部には台枠下部覆い(スカート)が設置されたが、3次車からは形状が変更され、側面にもスカートが装着できる構造となったほか、乗務員ステップと一体化された。前照灯および尾灯(標識灯)は、従来の窓下部から窓上部の取り付けとすることで清掃や電球の交換へ配慮したものとした。
側面客用扉は天地寸法をそれまでの車両より40mm高くした1,870mmとした。扉の幅については、1次車では2000形に引き続き乗務員室(運転室)に隣接する箇所のみ1,300mm幅・それ以外の箇所は全て1,600mm幅の両開き扉としたが、2次車以降では全ての扉が1,300mm幅に変更された。車両間の貫通路は800mm幅とした。
2006年2月からは3263×6は電動車の台車付近のみ防音カバーが設置されるようになり、同年には3265×6に全密閉式主電動機を搭載して試験を行なった。これらの試験終了後の2008年7月には、3263×6の台車回りの防音カバーは撤去されている。
3000形の編成単位での増備は2007年で終了し、6両編成は単独で各駅停車もしくは他形式の4両編成と連結して10両編成で急行・快速急行に運用され、8両編成は各駅停車と区間準急で運用されるようになった。8両編成は保安装置・編成長の関係から小田原線新松田以西と江ノ島線での定期運用はなく、主に小田原線新宿 - 本厚木間と多摩線での運用。6両単独編成は多摩線や江ノ島線、小田原線成城学園前 - 小田原間の運用となっている。
2007年11月から2008年3月にかけて、開業80周年で公募が行なわれた「でんしゃデザインコンテスト」の受賞作品を3661×8にラッピングして運行が行なわれた。
2010年度からは6両固定編成の一部に対して新造の中間車4両を組み込む10両固定編成化に着手することになり、6両編成を前後に分割した上で中間車4両を組み込んだ。これらの編成では新宿方先頭車に設置されていた電気連結器とブレーキ読替装置を撤去したほか、先頭車の車椅子スペースの折畳み座席を撤去し、車椅子スロープの収納場所とした。10両編成化される編成は、2010年度には最も新しい8次車が選ばれ、2011年度は7次車の6両固定編成でもっとも新しい3278×6と3279×6が選ばれた。
1・2次車
3次車以降
3次車以降ではインバータ1基で主電動機4台を制御する (1C4M) ユニットを1群とし、1台の装置の中に2群の機器を収めたMAP-198-15V115形をデハ3200番台・デハ3600番台・デハ3800番台の車両に、1群のみで使用するMAP-194-15V116形をデハ3400番台の車両に搭載した。いずれも、素子の冷却方式をドライパネルで自然冷却とすることで冷媒の使用を廃止したほか、装置の簡略化による信頼性・メンテナンス性の向上と軽量化を図っている。また、ベクトル制御方式を採用し、安定した加速力および制動力の確保を図っているほか、定速運転機能も導入された。
主電動機は三菱電機製の自己通風式かご形三相誘導電動機を採用しており、1次車と2次車では出力180kWのMB-5092-A形、歯数比は99:14=7.07としたのに対し、3次車以降は出力190kWのMB-5102-A形を採用した上で歯数比を97:16=6.06に設定することによって、同一の速度における主電動機回転数の低減による低騒音化を図った。駆動方式はこれまでの通勤車両と同様のWNドライブである。
制動装置(ブレーキ)は回生制動併用全電気指令式電磁直通制動 (MBSA-R) とすることで空気配管の削減による軽量化を図ったほか、停止直前まで回生ブレーキを有効にしつつ、停止まで電気制御を行なう純電気ブレーキを採用した。電磁直通ブレーキ(空気指令方式)の制動装置を搭載する1000形までの従来車両と併結運転を行う際にはブレーキを相互に読み替えるため、ブレーキ読替装置をクハ3250番台の車両に搭載した。