멀티 어메니티 익스프레스(영어: Multi Amenity Express)의 약칭으로 Max라는 애칭이 있다. 최고 영업 속도는 240km/h이며, 8량 편성 기준의 정원은 817명이다. 2편성 중련시 16량의 정원은 1,634명으로, 고속철도 차량으로서는 세계 최대급이다.[2]
일부 차량은 나가노 신칸센(현, 호쿠리쿠 신칸센)의 구배나 50Hz/60Hz의 주파수에 대응한 것이 있으며, 모든 차량이 디지털 ATC에 대응한다. 엘리베이터가 설치되어, 카트를 통한 차내 판매도 가능하게 되었다[4].
E4계에서는 E1계와 같이, 통상은 상하(床下, 차량의 바닥면 아래)에 탑재하는 주행기기를 상상(床上)에 배치하고 있다. 또, 제어방식은 E1계와 같은 가변전압 가변주파수 제어 방식이지만, 제어소자가 GTO(게이트 턴 오프 사이리스터)에서 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)로 진화했다. 또, Max는 기본MT비가 1:1(E1계는 6M6T, E4계는 4M4T)이기 때문에 대출력 모터를 사용하고 있지만, E1계의 경우 410kW 이었던 정격출력이 E4계에서 420kW로 향상되었다. 차체는 마일드스틸제 차체였던 E1계와 달리 알루미늄 합금 압출형재로 변경되었고, 터널 미기압파 현상 및 고속주행시의 소음에 대비해 선두차량은 E1계보다 전두부가 긴 형태가 되었다(E1계:9.4미터, E4계:11.5 미터). 그러나, 노즈를 길게 해 버리는 바람에 전두부 형상이 아주 특이하고 웃긴 모양이 되어, 속칭 하마라고 부르게 되었다. 또, 표지등으로 HID 램프를 사용하고 있다.
P81편성, P82편성 : 나가노 신칸센의 우스이 고개의 급구배에 대응하며, 교류 주파수 변환장치를 탑재하여 나가노까지 입선이 가능하다. 다만 60Hz 대응은 어디까지나 긴급상황에 대비한 것이고, 이에 따라 관련 기기는 모두 50Hz 에서의 사용을 고려하고 있기 때문에 장시간의 운전이나 잦은 연장 운행은 거의 불가능하다. 또한 계단 부근에, 역 정차시에 '곧 멈춥니다. 난간을 잡아주세요'와 같은 내용의 방송을 할 수 있도록 방송 기기가 추가되어 있다.[1]
호쿠리쿠 신칸센의 우스이 고개의 급구배에 대응하는 차량으로 나가노까지 입선이 가능하다. 교류 주파수 변환장치를 탑재했다. P82호의 경우 2021년 마지막 운행 당시 고마워요 Max 도키&야마비코(일본어: サンキューMaxとき&やまびこ)와 고마워요 Max 도키(일본어: サンキューMaxとき)로 운행했다.