車体はE231系近郊タイプを基本とした軽量ステンレス製となっています。混雑緩和を目的として拡幅車体となっており、普通車はセミクロスシート車とロングシート車が混在しています。グリーン車は常磐線ではE531系で初めて導入されました。
制御装置はIGBT-VVVFインバータ制御のCI13主変換器/TM31主変圧器、主電動機は出力140kWのMT75、補助電源装置はIGBT-SIVのSC81です。台車はDT71/TR225系、集電装置はPS37、冷房装置はAU726、列車情報管理装置TIMSを装備しています。
写真のカツK410編成は、2006年5月に新津車両製作所で完成したものです。グリーン車は2007年3月に川崎重工で完成しております。2022年3月に機器更新を完了しました。上野東京ラインの運転開始により、田町駅などでも撮影可能になったのはありがたいことです。