JR東日本キハ100系気動車
ぐんま車両センター
キハ110系200番台 八高線(全線)・高崎線(倉賀野 - 高崎間)で運用される。 大掛かりな検査時は郡山総合車両センターに従来は両毛線経由で機関車に牽かれ輸送されていたが、2022年度からは首都圏経由に変更された。
仙台車両センター小牛田派出所
キハ110系0番台 臨時快速「快速湯けむり号」として陸羽東線・東北本線(仙台 - 小牛田 - 新庄間)で運用されるほか、それ以外にも東北本部管内の臨時列車で使用されている。
キハ110系100番台 石巻線・気仙沼線(いずれも全線)で運用される。 東日本大震災による被災以前は0番台を併結し、快速「南三陸」として仙台 - 小牛田 - 気仙沼間で運用された。
キハ110系200番台 石巻線・陸羽東線・陸羽西線の各全線および、羽越本線(余目 - 酒田間)で運用される。 このほか、2011年(平成23年)から2015年(平成27年)まで東日本大震災の影響により仙石線の矢本 - 石巻間(2012年からは陸前小野からに延長)でも運用された。
郡山総合車両センター
キハ110系100番台 磐越東線全線で運用される。2017年(平成29年)10月14日から2020年(令和2年)3月13日までは黒磯駅の電力設備改良に伴い、東北本線の黒磯 - 新白河間でも運用されていた。
キハ100系はDMF11HZ(コマツ製SA6D125H)、DMF13HZ(新潟鐵工所製)、DMF14HZ(カミンズ製NTA855-R1)のいずれか(ともに連続定格出力330 PS/2,000 rpm、排気量は順に11,045 cc、12,742 cc、14,016 cc)、キハ110系はDMF13HZA(新潟鐵工所製)またはDMF14HZA(カミンズ製NTA855-R4)(ともに連続定格出力420 PS/2,000 rpm、排気量は順に13.3 l、14.0 l)である。いずれも小型軽量の直列6気筒、直接噴射式エンジンで、排気タービン過給器・吸気冷却器付きであり、これを1台搭載している。小型軽量のエンジンで、乾燥重量はキハ40系のDMF15HSAの2,720 kgに対して1,365 kgとなっている。
キハ110系の50 km/hでの動輪周引張力は約1,300 kgで、キハ20系の約600 kgやキハ40系の約800 kgと比較して大幅に向上している。キハ100系・110系とも25 ‰の上り勾配で、補機負荷100 %・乗車率100 % でも60 km/h 以上の均衡速度となっている。
変速機は試作車・量産車を通じ、すべての形式がトルクコンバータを1組内装する液体式である。キハ100系はDW14Bを1台、キハ110系についてはDW14A-Bを1台搭載する。湿式多板クラッチ式の変速1段、直結2段の多段式で、トルクコンバータは3段6要素である。コンバータブレーキ機能も搭載している。なお。キハ110形量産先行車は充排油式の変速1段、直結(流体継手)1段式のフォイト製T211rzで、リターダブレーキ機能付きであったが、量産化改造時に他と同様とされた。