国鉄キハ90系気動車
DML30HSA形エンジンとDW4A形変速機を備える。台車はDT36・TR205。1966年3月28日に1が富士重工業で製造されてキハ90形と比較検討され、その結果本形式が優位と判定されて量産試作されることとなった。
もっとも、キハ65形に量産で先行したキハ181系は夏場の特定条件下で冷却系のトラブルを頻発しており、また、その流れに連なるキハ183系0番台では寒冷な気候の北海道で使用されることから、着雪によるトラブル発生の危険性があって自然通風式放熱器を継承せず、こちらは冷却系に起因するエンジントラブルを出さなかったこと、それに強制冷却機構を標準搭載したキハ65形がその量産開始から現在に至るまで、冷却系に起因するエンジントラブルをほとんど引き起こしていないことから、結果的にこの自然通風式放熱器はシステムとして完全な失敗作であったとみなされている。これには旧弊な副燃焼室式を無批判に採用したDML30系機関の燃焼効率が当初想定された以上に悪く高発熱となり、またキハ60形での直結多段液体式変速機の技術開発の失敗から効率の悪い変速段を多用する設計となったため、それらのしわ寄せが放熱器に集中してしまったという一面もあり、大出力ディーゼル機関を搭載する鉄道車両開発の難しさを物語っている。
なお、本系列では不採用となったキハ90形のDMF15形については、12系客車以降の床下発電セット用機関として制式採用され、その後キハ40系などにデチューンの上で転用されている。
本系列自体は製造後わずか10年で運行終了となったが、そこで試用された様々な要素技術はさまざまな欠陥や問題を内包しつつ、以後の国鉄気動車・客車に大きな影響を及ぼしており、国鉄気動車史上、重要な系列ということができる。