JR九州キハ200系気動車
車体は普通鋼製20m車体で、片側3箇所にステップ付きの両開き扉を設置しており、前面は貫通扉を設けた構造となっている。ブレーキシステムを電気指令式とし、自動空気ブレーキの在来車両との併結は考慮していないため、連結器は電車と同じ密着式のものを採用しているが、非常時に在来車と連結するための中間連結器を装備している。走行用機関は新潟鉄工（現：新潟原動機）またはコマツ（220形200番台）の331kW（450PS）の出力のものを2エンド側に1基装備して連結面側台車の2軸を駆動する。これに伴い排気管を車体外部の連結面に設置して室内スペースを確保しているが、両運転台付きのキハ220形では従来通り室内に排気管を貫通させている。
JR西日本キハ189系気動車
エンジンは、排気をクリーンにするためにコモンレール燃料噴射装置を採用し、排出ガス中の窒素酸化物やすすなどの排出量を低減させたコマツ製のSA6D140HE-2を各車両に2基ずつ搭載する。エンジン1基の定格出力は331kW (450ps)、定格回転数は2,100rpmで、過給機および吸気冷却装置を備える。このほか、キハ181系やキハ40・47形と同等の車両性能に変更できるよう、性能選択スイッチが搭載されている。