신칸센 E5계 전동차는 동일본여객철도(JR 동일본)에서 운영하는 고속열차이며, H5계 전동차는 홋카이도여객철도(JR 홋카이도)가 소유 및 운행하는 차량이다. 두 차량은 도호쿠 신칸센과 홋카이도 신칸센의 직통 운행을 위해 공동 설계되었으며, 기본적으로 동일한 기술적 구조를 공유한다. 2011년 3월 '하야부사' 등급으로 처음 영업 운행을 시작한 E5계는 일본 철도 차량 중 최초로 영업 최고 속도 320km/h를 달성하며 일본 고속철도의 속도 향상을 이끌었다.

차량의 외관에서 가장 눈에 띄는 특징은 터널 진입 시 발생하는 미기압파 소음을 억제하기 위해 채택된 약 15미터 길이의 전두부 설계이다. '애로우 라인(Arrow Line)'이라 불리는 이 유선형 디자인은 공기 저항을 최소화하여 전력 소비를 줄이고 소음을 저감하는 역할을 한다. 또한 곡선 구간에서도 속도를 줄이지 않고 통과할 수 있도록 차체를 최대 1.5도 기울이는 차체 틸팅 시스템과 진동을 효과적으로 제어하는 풀 액티브 서스펜션이 탑재되어 고속 주행 시에도 높은 승차감을 유지한다.

디자인 측면에서 E5계와 H5계는 상부의 '토키와 그린'과 하부의 '비운 화이트' 색상을 공통으로 사용한다. 그러나 두 차량을 구분하는 결정적인 차이는 차체 중앙의 띠 색상이다. E5계는 진분홍색인 '하야테 핑크' 띠를 사용하는 반면, H5계는 홋카이도의 라벤더를 상징하는 '사이카 퍼플' 색상을 채택했다. 또한 H5계는 차량 측면에 홋카이도 지형을 형상화한 전용 로고를 부착하고 내부 바닥재나 눈가림판 등에 지역 특색을 반영한 문양을 사용하여 차별화를 꾀했다.

객실 구성은 보통차, 그린샤(우등실)와 더불어 신칸센 최초의 최고급 등급인 '그란 클래스(Gran Class)'를 도입한 것이 특징이다. 10호차에 위치한 그란 클래스는 항공기의 퍼스트 클래스에 준하는 서비스를 제공하며, 전동 리클라이닝 가죽 시트와 전담 승무원 서비스 등을 통해 장거리 승객에게 최상의 편의를 제공한다. 모든 좌석에는 전원 콘센트가 설치되어 있으며, 배리어 프리 설계가 적용된 화장실과 다목적실 등 다양한 편의 시설이 갖춰져 있다.

E5계와 H5계는 도호쿠 및 홋카이도 신칸센 노선의 주력 모델로서 도쿄역과 신하코다테호쿠토역을 잇는 장거리 수송의 핵심 역할을 담당하고 있다. 특히 기존 E2계 전동차를 대체하며 소요 시간을 대폭 단축시켰고, 에너지 효율을 높인 친환경 설계로 기술적 우수성을 인정받아 2012년 블루리본상을 수상하기도 했다. 이들 차량은 일본 북부 지역의 교통 접근성을 향상시킨 중요한 철도 자산으로 평가받는다.