1971年から国鉄が設計・新製した交直流両用近郊形電車。1960年から新製・投入された401系（50Hz区間用）・421系（60Hz区間用）とそれぞれの電動機変更による出力増強版の403系・423系に引き続いて交流50Hz・60Hz両用タイプとして開発された。
0番台・100番台（基本形。100番台はクロスシート部分の座席間隔を拡大）、500番台（新製時からロングシート）、700番台（常磐線増結用、中間車のみ）、800番台（1991年に七尾線電化用にJR西日本が113系より改造編入）、1500番台（1986年から新製・投入。車体等が211系に準じ軽量ステンレス構造になる）、1900番台（1両のみの2階建て構造試作車）のバリエーションがある。
現在、JR東日本で1500番台が、JR西日本で800番台が、JR九州で0・100・500・1500番台が運用されている。
余談
国鉄時代から常磐線から九州への広域転属が行われている。科学万博輸送終了後余剰となった500番台の一部が九州に転属し、その塗装がJR九州の一般車両（電車・気動車）に影響を及ぼした。また、JR化後E531系投入で余剰となった500番台2本と1500番台1本がJR東日本からJR九州へ譲渡された。
また800番台は完全な415系化ではなく、同等の直流車である113系に交流設備を載せただけのものの為、新製の401～415系と併結することがあるとしたらジャンパ栓の変換カプラーが必要になる。逆に直流区間に限れば113系とはそのまま併結することができる。
