車体はE233系をベースとしたステンレス製で、車体幅は2.770mmで3000形に続いて裾絞りのないストレート車体となりました。先頭部は「く」の字形状で丸みを帯びたオリジナルのデザインで、前面と帯色にインペリアルブルーを採用しています。
制御装置はIPM-VVVFインバータ制御のMAP-198-15V172、主電動機は出力190kWのMB-5123-A、補助電源装置はIGBT-SIVのOE-SC86です。台車はTS-1033/TS-1034、集電装置はPT7113-B、冷房装置はCU720、列車情報管理システムTIOSを装備しています。
写真の4065Fは2012年12月に総合車両製作所横浜事業所で完成したもので、4000形の4次車に相当します。照明を調光機能付きのLEDとなり、また新製時から側扉上の車内案内表示装置が17インチワイド2画面となっています。