土佐くろしお鉄道9640形気動車
開業時は後免駅 - 安芸駅25往復、安芸駅 - 奈半利駅に17往復が設定され、後免駅 - 安芸間の8往復はJR高知駅直通の快速列車となった。朝夕各2往復はJR四国1000形と併結される運用もあるほか、2019年3月改正までは、土讃線土佐山田駅まで乗り入れる列車も2本設定されていた。特別仕様車は特定ダイヤで、GWなどの多客期には2両編成で運転される。2003年(平成15年)1月に阪神タイガースラッピングとなった9610-10は、同年3月松山市で開催されたオープン戦の際に予讃線松山駅 - 伊予市駅間で運転された。特別仕様車、一般車とも貸切列車としては使いにくい車内構造だったため、畳を敷くことでお座敷車としても使用できる全席ロングシートの9610-11が2005年(平成17年)1月に日本宝くじ協会の助成を受けて増備された。9610-11には沿線出身の漫画家やなせたかしが作詞した曲名から、「手のひらを太陽に号」の愛称がつけられた。9610-11の投入に合わせ、2005年(平成17年)3月1日から後免駅 – 安芸駅間で1往復が増発されている。9610-11製造時には新潟鐵工所は経営破綻 、富士重工業は鉄道車両の生産から撤退していたため、9610-11は新潟トランシスで製造され、高知まで航送されている。2017年(平成29年)11月には宿毛線開業20周年と、ごめん・なはり線開業15周年を記念して、JR四国1000形1038と9640-1Sの編成が奈半利駅 - 宿毛駅間で運転されている。
全車小松製作所製SA6D140-H-1ディーゼルエンジンを1基搭載し定格出力331 kW(450 PS)/ 2,100 rpmで使用している。動力は自冷式DW21B液体変速機を介して2軸駆動の台車に伝達される。変速機は変速1段、直結4段で、コンバータコントロールシステムと呼ばれるプログラマブルコントローラで制御される。エンジン、変速機は2000年(平成12年)登場のJR西日本キハ126系気動車と同一である。新潟鐵工所製、新潟トランシス製の6両の台車はNP133D/T(枕ばね:ボルスタレス空気ばね、軸箱支持:円錐ゴム式)、富士重工業製の5両のFU55D/Tだが、両者の外観は同一である。制動装置は 電気指令ブレーキで、JR四国1000形と連結運転することができる。