415系電車は、日本国有鉄道（国鉄）が設計・製造した交直流両用近郊形電車。
国鉄分割民営化後は東日本旅客鉄道（JR東日本）と九州旅客鉄道（JR九州）に継承されたほか、JR東日本が設計・製造した車両や西日本旅客鉄道（JR西日本）が113系を改造・編入した車両が存在する。
401系・421系は交直両用近郊形電車として1960年に、それぞれ50Hz・60Hz専用として登場した形式である。403系・423系はこれらの出力増強形としてそれぞれ1966年・1965年に50Hz・60Hz専用として登場した形式である。415系はこれらを50Hz・60Hz両用として1971年に登場した形式である。50Hzの401系・403系は電動車のみ異なり、制御車（クハ401）は共通とされ、60Hzの421系・423系も電動車のみ異なり、制御車（クハ421）は共通とされた。50Hzの401・403系と60Hzの421・423系の両系列の間では、制御車は415系が登場するまでクハ401、クハ421と分けられていた。一方、415系は制御車の形式をクハ411とした。基本設計については415系まで踏襲されている部分が多いが、運用線区の違いなどから行先票（サボ）受の位置が異なるなど外観等に多少の差異が見られる。
車体構造は153系を基本としている。すなわち全金属製セミモノコック構造で、車体幅を2.9mとし裾を絞った断面形状であり、車体長も同様に中間車で19.5mである。ただし近郊形として通勤使用を考慮し70系同様のデッキなし片側3ドアとした上、新たに101系と同じ1.3m幅の両開き扉を採用した。座席配置も70系のものを改良したセミクロスシートで、中間車の場合、扉間は扉近くの2人掛けロングシートに4人掛けボックスシ－トが4組挟まれ、車端部には3人掛けロングシートに4人掛けボックスシ－トが2組で、座席定員は76人（70系は車端部ロングシートのみで、座席定員は72人）、153系と比較して通路幅は540mmに対して860mmと広くとられ、座席は幅が狭く窓側の肘掛けが省略されている。便所は70系同様クハに設けられた。これらの構造は、以後長らく新性能近郊形電車の標準となった。
クハ401・421形の前面は、153系と同様に併結運転の便を図って貫通路を設けたデザインで、初期製造車はクハ153形0番台と同様に運転室のフロントガラスが大きい低運転台構造[2]だったが、401系は1962年製造分のクハ401-23から、421系は1961年11月製造のクハ421-17以降から、それぞれクハ153形500番台と同様、踏切事故対策である高運転台に変更され、以後長らく近郊形電車で使われ続けるデザインとなった。また、403系・423系用を含め屋上通風器など他の部分についても同時期のクハ111形に合せた改良が行われている。
台車は電動車用が101系と同一のDT21B形、付随車用がDT21B形をベースに台車枠形状などを付随車用に変更したTR64形とした。ブレーキ機構は価格的な面からディスクブレーキを使用せず踏面制輪子とした。なおクハ401-47・421-41以降はクハ111形と同様にディスクブレーキ付きのTR62形とし、ブレーキ容量増大を図った。
415系 は1971年（昭和46年）から製造が開始された。交流50/60Hz両用のTM14形主変圧器を搭載する「三電源方式」となっている。
411・415という中途半端な形式が採用され、クハ411形が300番台として301番から製造されたのは415系登場時に、401系・403系の411系、421系・423系の413系への形式変更、およびクハ401形・クハ421形のクハ411形0番台(1 - 90)・100番台(101 - 206)への改番が計画されていたからだが、実現には至らなかった。
営業最高速度 100km/h
起動加速度 1.6km/h/s（M:T=1:1時）
減速度 3.5（常用最大）
5.0（非常）
全長 19,500mm（最大長20,000mm）
全幅 普通鋼製車両2,900mm
ステンレス鋼製車両2,950mm
全高 普通鋼製車両3,654mm
ステンレス鋼製車両3,670mm
軌間 1,067mm
電気方式 直流1,500V（全系列共通）
交流20,000V 50Hz（401・403系、415系の一部）
交流20,000V 60Hz（421・423系）
交流20,000V 50Hz/60Hz（415系（一部を除く））
出力 100kW（401・421系）
120kW（403・423・415系）
主電動機 MT46B（401・421系）
MT54, MT54B（403・423系）
MT54B, MT54D（415系）
歯車比 17:82 (4.82)
駆動装置 中空軸平行カルダン撓み板継手方式
制御装置 シリコン整流器
抵抗制御・直並列組合せ・弱め界磁
制動方式 発電ブレーキ併用電磁直通ブレーキ
製造メーカー 汽車製造（401系のみ）
東急車輛製造（421系を除く）
日本車輌製造（401系・415系のみ）
近畿車輛（421系・415系のみ）
川崎車輛→川崎重工業（403系を除く）
帝国車輛工業（423系のみ）
日立製作所
備考
第2回（1962年）ローレル賞受賞車両
受賞車両 401系・421系