国鉄キハ40000形気動車
車体と同様に、駆動系もキハ41000形のそれが基本とされた。このため、機関台枠上に搭載されたエンジン(GMF13)、変速機(D211)、それにクラッチについては1933(昭和8)年度以降発注のキハ41000形と完全な互換性があり、検査時等には相互間で使い回しが可能な設計であった。
ただし、使途の相違から逆転機については設計変更が加えられ、逆転機内の大歯車の歯数(43枚→50枚)変更で逆転機内での最終減速比が3.489から4.057に変更されたD206が採用されて定格速度が低く抑えられた代わりに、低速域での牽引力が向上している。
冷却装置はラジエーターの放熱器素をキハ41000形の20基から24基に増強し、床下に設置している。
ガソリン動車開発で私鉄や車両メーカーの動きに立ち後れていた鉄道省も、日本車輌製造設計による江若鉄道C4形(1931年〈昭和6年〉に登場した日本初の120人乗り18 m級大型ガソリンカー)などを参考として、国産ガソリンエンジンを搭載する軽量構造の16 mガソリン動車キハ41000形(当初の形式はキハ36900形)を1932年(昭和7年)に開発した。キハ41000形は使用実績も好調で、鉄道省で初めて本格的に量産されたガソリン動車となった。
この実績を元に、キハ41000形の車体長を短縮することにより車体重量を軽量化して動力面に余裕を持たせ、その余力で15 t積級(ム級)貨車1両を牽引、あるいは勾配線区で運用する目的で開発されたのがキハ40000形である。
当時すでに、軽便鉄道などの地方鉄道では、比較的強力なエンジンを搭載した気動車で客車や貨車を牽引し、従来なら蒸気機関車が牽引していた小列車を代替する例が生じていた。つまり、キハ40000形の開発企図は、ハードウェア設計のみならず、運用ノウハウまでも私鉄での先行事例に追従するものであった。