5080系は田園都市線用の5000系に続いて、2002年から2008年にかけて60両(6両編成10本)が製造されました。第一陣の投入時点で3000系の就役4年目でしたが、車両の標準化の観点から5080系の投入となりました。JR東日本のE231系を設計のベースとしており、部品を共通化したことから約3割の導入コストが削減されたといわれています。また目黒線はワンマン運転を行うためATOなど関連機器を搭載しております。
制御装置はIGBT-VVVFインバータ制御のSVF065-A0/SVF065-B0、主電動機は出力190kWのTKM-99、補助電源装置はIGBT-SIVのINV146-D2です。台車はTS-1019A/TS-1020A、集電装置はPT-7108、冷房装置はCU708C/HRB504-2Aを装備しています。
編成は3M3Tの6両編成です。側面上部の帯は3000系と同じく目黒線のラインカラーとしてネイビーブルーとしています。客室内は3000系と同じくローズ系の色彩で統一しています。
写真の5185Fは2008年5月に東急車輌で完成しました。目黒線日吉延伸用に増備されたもので、側扉の窓ガラスが二重化され、内側に化粧板が貼られています。2023年3月の相鉄線への直通に備えて中間車を増備して8両編成化されるものと思われます。