車体はアルミ製のダブルスキン構体としています。先頭車は貫通路を中央に配したラウンド形としています。副都心線でのワンマン運転に対応するため、運転台などに搭載する機器も多くなっています。車内はガラス通路の採用で見通しが良いのが特徴で、15インチLCDの案内表示装置も備えています。
制御装置はIGBT-VVVFインバータ制御を採用しました。主電動機は出力165kWの誘導電動機です。補助電源装置はSIVを採用し、台車はモノリンク式ボルスタレス台車FS777を装備しています。
写真の10108Fは2007年5月に日立製作所で完成したもので、10000系の2次車に相当します。2次車では新製当初からATO装置を本装備とし、前面のゴールド帯は省略されています。相互乗入れ先の東急東横線では特急に充当されているのを見る機会が多いです。