国鉄キハ65形気動車
国鉄では1961年から急行列車用にキハ58系気動車の大量製造を行った。このグループにおいては1960年代中期以降、冷房装置の搭載が本格化した。
しかし、キハ58系は走行用のDMH17Hディーゼルエンジンが低出力であるという根本的問題を抱えており、急勾配線区で運用される際には、走行用エンジンと冷房電源供給エンジン双方の基数確保という相反する制約にともなう、走行出力不足の問題が顕著となった。
詳細は国鉄キハ58系気動車#改造による問題点を参照のこと
この問題に対応するため、勾配路線へ充当されるキハ58系急行列車編成に増結してブースター的な役割を与えるに足る走行出力を確保し、かつ発電エンジンを搭載して冷房用電源確保の問題を解決する目的で、試作車のキハ91形を基本に開発されたのが本形式である。