中央本線・篠ノ井線などの勾配線区で使用されてきた EF64形基本番台の取替えおよびEF64形重連運転解消を目的として開発された。粘着性能と牽引力を確保するため、EH500形と同じ2車体連結の8軸駆動（H級）とされ、これまでEF64形を重連としていた運用に単機で充当できる。 1時間定格出力565kWのFTM4かご形三相誘導電動機を吊り掛け式で8基搭載し、機関車全体で4,520kWの1時間定格出力を確保しているが、短時間最大定格出力を 5,120 kWとすることでEF64形の重連相当の性能を確保している。

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