小田急20000形電車
車輪径は860 mmで、基礎ブレーキ装置は電動台車・付随台車ともシングル式(片押し式)となっているほか、常時加圧式の踏面清掃装置が設置された。
集電装置(パンタグラフ)は、下枠交差型のPT-4823A-Mを採用、1・2号車の屋根上新宿側車端部と6・7号車の屋根上沼津側車端部に設置した。なお、5号車が電動車(デハ20100番台)であるにもかかわらず、付随車である6号車(サハ20050番台)に集電装置を搭載したのは、松田駅構内の連絡線のデッドセクション長や、高圧回路の関係である。冷房装置については、9,000 kcal/hの能力を有する三菱電機製CU-45形をハイデッカー車では4台、ダブルデッカー車では2台を床下に搭載したほか、ダブルデッカー車では18,000 kcal/hの能力を有する三菱電機製CU-702形を平屋部分の屋根上に各1台搭載した。また、乗務員室用の冷房装置として、3,000 kcal/hの能力を有する三菱電機製CU-25形を1・7号車の床下に搭載した。
補助電源装置は、出力140kVAの静止形インバータ (SIV) を1・5・6号車に、電動空気圧縮機 (CP) については低騒音型のC-2000Lを2・6号車に搭載した。運転台の主幹制御器は右手操作のワンハンドル式を採用し、松田での乗務員交代の際に保安装置の切り替えをマスコンキー1本で可能とする「OJ切替え装置」を設置した。
HiSE車の基本システムの信頼性が高いことから、基本的にはHiSE車と同様のシステムを採用した。また、電動車1ユニットをカットした状態でも、御殿場線内の9kmにおよぶ連続25‰勾配を定員乗車で運転継続できる性能とした。
主電動機については、HiSE車と同様、出力140 kWの直流直巻電動機を採用し、各電動台車に2台ずつ装架した。東洋電機製造のTDK-8420-A形・三菱電機のMB-3262-A形を併用している。
制御装置は東芝の発電・抑速制動付電動カム軸式抵抗制御装置であるMM-39B形を採用し、1・2・5・7号車に搭載した。SE車・NSE車・LSE車・HiSE車に引き続き東芝製の採用である。駆動装置はHiSE車に引き続きTD平行カルダン駆動方式(中実軸撓み板継手方式)で、歯数比も 80:19 = 4.21 とHiSE車と同様である。制動装置(ブレーキ)については、HiSE車と同様、電気指令式電磁直通制動のMBS-D形としたが、東海道本線上での120 km/h運転に対応できるように増圧ブレーキ機構を付加した。また、25 ‰下り勾配において85 km/hでの走行を可能とする抑速制動を機能させるため、主抵抗器はHiSE車の自然冷却式に対して強制通風式とした。
台車は、電動台車がFS546、付随台車がFS046で、いずれの台車も小田急においては2200形以来実績のある住友金属工業製のアルストムリンク式空気ばね台車であるが、空気ばねには「シャーパック付低型スミライド」が採用された。