ทางวิ่งและขบวนรถ

• เป็นระบบไฟความเร็วสูง (High-speed Rail) ชนิดขับเคลื่อนได้ทั้งสองทางโดยไม่ต้องถอดเปลี่ยนรูปแบบขบวนรถ
• ทางวิ่งยกระดับที่ความสูง 20 เมตรตลอดทั้งโครงการ ยกเว้น (1) ช่วงสถานีกลางบางซื่อ - สถานีพญาไท รถไฟฟ้าจะลดระดับลงเป็นรถไฟฟ้าใต้ดินที่ความลึก 12 เมตรจากผิวถนนบริเวณใต้ถนนกำแพงเพชร 5 หลังออกจากสถานีกลางบางซื่อ เมื่อพ้นแยกเสาวนีย์จะยกระดับกลับไปที่ความสูง 20 เมตร (2) ช่วงเข้าท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ รถไฟฟ้าจะลดลงเป็นระดับดินหลังข้ามถนนสุวรรณภูมิ 2 แล้วลดระดับเป็นรถไฟฟ้าใต้ดินที่ความลึก 12 เมตรจากผิวดิน และ (3) ช่วงเข้าท่าอากาศยานอู่ตะเภา รถไฟฟ้าจะลดระดับเป็นรถไฟฟ้าใต้ดินที่ความลึก 12 เมตรจากผิวดิน ลอดใต้ถนนสุขุมวิท และย่านการค้าท่าอากาศยานอู่ตะเภา
• ขนาดราง 1.435 เมตร (European standard guage) โดยมีสายไฟฟ้าแรงสูงตีขนานอยู่เหนือราง ระบบรถไฟฟ้าใช้วิธีการรับไฟฟ้าจากด้านบนด้วยแพนโทกราฟ
• ตัวรถเป็นรถปรับอากาศขนาดกว้าง 2.8-3.7 เมตร ยาว 20 เมตร สูงประมาณ 3.7 เมตร ความจุ 250-300 คนต่อคัน ต่อพวงได้ 3-10 คันต่อขบวน ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ 25 กิโลโวลต์ 50 เฮิรตซ์ ส่งจากสถานีจ่ายไฟฟ้าย่อยของการไฟฟ้านครหลวงและการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคเพื่อป้อนระบบขับเคลื่อนรถ สามารถรองรับผู้โดยสารได้ 50,000 คนต่อชั่วโมงต่อทิศทาง
• ใช้ระบบอาณัติสัญญาณเดินรถด้วยระบบอัตโนมัติจากศูนย์ควบคุมการเดินรถ และใช้ระบบเก็บค่าโดยสารอัตโนมัติ

ศูนย์ซ่อมบำรุงและศูนย์ควบคุมการเดินรถ

รถไฟฟ้าในเมือง หรือรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ สาย City Line จะใช้ศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่ซอยศูนย์วิจัย (ที่ตั้ง สำนักบริหารโครงการรถไฟฟ้า การรถไฟแห่งประเทศไทย และบริษัท รถไฟฟ้า ร.ฟ.ท. จำกัด ในปัจจุบัน) ส่วนรถไฟฟ้าความเร็วสูงจะมีศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่ฉะเชิงเทรา (บางเตย-แปดริ้ว) ตั้งอยู่ที่จังหวัดฉะเชิงเทรา รวมถึงมีศูนย์ซ่อมบำรุงย่อยระยอง ที่จังหวัดระยอง และทางซ่อมบำรุง อยู่ที่จังหวัดตราด ระบบเดินรถทั้งระบบมีศูนย์ควบคุมการเดินรถกลางอยู่ที่ศูนย์ซ่อมบำรุงใหญ่ซอยศูนย์วิจัย

สิ่งอำนวยความสะดวก

มีจุดจอดแล้วจร (park and ride) ที่สถานีกลางบางซื่อ สถานีมักกะสัน สถานีฉะเชิงเทรา สถานีชลบุรี สถานีศรีราชา และสถานีพัทยา

สถานี

มีทั้งหมด 15 สถานี เป็นสถานียกระดับ 7 สถานี เป็นสถานีรูปแบบอาคารผู้โดยสาร 6 สถานี และเป็นสถานีใต้ดิน 2 สถานี

ตัวสถานีมีความยาวประมาณ 210 เมตร รองรับการจอดรถไฟฟ้าได้สูงสุด 10 ตู้โดยสาร (8 ตู้โดยสารสำหรับรถไฟความเร็วสูง) มีประตูชานชาลา (platform screen door) ความสูงแบบ Half-Height ในสถานีประเภทยกระดับทุกสถานีและสถานีแบบอาคารผู้โดยสารบางสถานี และแบบ Full-Height ในสถานีใต้ดินและสถานีแบบอาคารผู้โดยสารบางสถานี ออกแบบให้หลบเลี่ยงสาธารณูปโภคใต้ดินและบนดิน และรักษาสภาพผิวดินให้มากที่สุด มีเสายึดสถานีคร่อมอยู่บนทางรถไฟ

ขบวนรถไฟฟ้า

รถไฟฟ้าที่ใช้ในโครงการทั้งหมดเป็นรถไฟฟ้าประเภทความเร็วสูง ซึ่งมีความเร็วปกติอยู่ที่ 160-200 กิโลเมตร/ชั่วโมง แต่มีความเร็วขณะเข้าประแจที่ 40 - 60 กิโลเมตร/ชั่วโมง และมีความเร็วขณะเข้าประแจลงศูนย์ซ่อมบำรุงที่ย่านคลองตันที่ 25 กิโลเมตร/ชั่วโมง

โครงการรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิในระยะแรกนั้น ใช้ขบวนรถ ซีเมนส์ เดซิโร รุ่นบริติช เรล คลาส 360 ซึ่งเป็นแบบเดียวกับรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานลอนดอนฮีทโธรว์ จำนวน 9 ขบวน ผลิตโดย ซีเมนส์ มีความเร็วสูงสุด 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ภายในขบวนรถไฟฟ้าจะมีเก้าอี้แบบแข็งสองแถวตั้งตามความยาวของตัวรถ เหมือนกับรถไฟฟ้าบีทีเอสและรถไฟฟ้ามหานคร

ความถี่ในการเดินรถ

จากรายงานการศึกษาและวิเคราะห์โครงการฯ ได้มีการวิเคราะห์ปริมาณความต้องการในการเดินทางของผู้โดยสารเพื่อกำหนดความถี่ในการเดินรถแต่ละรูปแบบเบื้องต้น เมื่อเปิดให้บริการในปี พ.ศ. 2566 จะมีรูปแบบและความถี่ในการเดินรถดังนี้

• รถไฟธรรมดา (City Line) ดอนเมือง - สุวรรณภูมิ จอดทุกสถานี ความถี่ 13 นาที
• รถไฟความเร็วสูง (High Speed) ดอนเมือง - อู่ตะเภา จอดเฉพาะสถานีดอนเมือง บางซื่อ มักกะสัน สุวรรณภูมิ ฉะเชิงเทรา ชลบุรี ศรีราชา พัทยา และอู่ตะเภา ความถี่ 20-30 นาที