国鉄キハ31形気動車
新製時はATS-S形だったが、のちにSK形への改造を受けた。さらにSK形の機能を含む、ATS-DK形に改造された。
座席は観光路線での旅客サービスも考慮し、新幹線0系電車の廃車発生品の転換クロスシートを改造してシートピッチ910mmで装備したが、一方を2人掛け、もう一方を1人掛けとした3列座席とし、通路幅を確保している。
ワンマン運転に対応するため、運賃箱や運賃表示器、整理券発行器を容易に設置できるような室内構成となっており、運転席も低い位置に設けられ、室内を広く見渡せる構造としている。のちに全車がワンマン運転対応化改造を受けた。なお、直方所属車のうち、若松線などの都市型ワンマンを採用している線区で運用されている車両の一部は運賃箱を撤去した上で、整理券発券機にもカバーが掛けられている(ただし、運賃表は残されている)。また、追加製造された21 - 23は座席が新製のものとなっており、1 - 20と同一の座席配置・シートピッチだがその形状は全く異なる。また、後年はドア付近の座席の一部を撤去し定員数を増加したものや、ロングシートに改造されたものも存在する。
冷房装置は同時期に製造されたキハ38形と同様、バス用冷房装置を流用したサブエンジン式のAU34を装備しているが、冷房能力が弱いことから補助送風機として扇風機も併設されている。また、暖房はエンジンの冷却水を使用する温水式で、座席下に温水を温風にする自動車用の暖房器を設置している。
トイレは設置されていない。