731계 전동차는 홋카이도여객철도(JR 홋카이도)가 1996년부터 운용을 개시한 교류 근교형 전동차이다. 삿포로권의 수송 수요 증가에 대응하고 노후화된 711계 전동차를 대체하기 위해 개발되었다. JR 홋카이도 발족 이후 최초로 도입된 본격적인 통근형 사양의 차량으로, 기존 홋카이도 지역 차량들이 추위 대책을 위해 출입문과 객실 사이에 데크를 설치했던 것과 달리 데크를 없앤 구조를 채택하여 승하차 편의성과 수송력을 대폭 강화한 것이 특징이다.

기술적인 면에서 이 차량은 키하 201계 기동차(디젤동차)와의 총괄 제어에 의한 협조 운전이 가능하도록 설계되었다. 전동차와 기동차가 상호 연결되어 동력을 조절하며 운행하는 시스템은 일본 철도 사상 최초의 시도였다. 이를 위해 기동차와 동등한 가속 성능을 발휘하도록 설계되었으며, 제어 장치로는 쿨링 시스템을 통합한 IGBT 소자 기반의 VVVF 인버터 제어를 채택하여 효율성을 높였다. 차체는 경량 스테인리스 스틸을 사용하여 내식성을 확보하고 유지 보수의 편의를 도모했다.

실내 구조는 홋카이도의 혹한기 기후와 통근 시간대의 혼잡을 동시에 고려하여 설계되었다. 데크를 없애 넓은 공간을 확보하는 대신, 출입문 상단에 에어커튼을 설치하고 원적외선 난방 장치를 도입하여 승객이 승하차할 때 외부의 찬 공기가 실내로 유입되는 것을 차단한다. 또한 모든 좌석을 롱시트(지하철과 같은 긴 좌석)로 배치하여 입석 공간을 최대로 확보했으며, 승객이 직접 버튼을 눌러 문을 여닫는 반자동 출입문 방식을 적용하여 정차 중 실내 보온 효과를 높였다.

차량의 전면부는 건널목 사고 등이 잦은 홋카이도의 특성을 반영하여 충격 흡수 구조를 적용해 안전성을 강화했다. 운전석은 시야 확보와 운전자 보호를 위해 높은 위치에 배치된 고운전대 방식을 채택하였고, 전조등은 차량 상단에 설치하여 눈이 많이 오는 환경에서도 피시인성을 확보하도록 했다. 차량 하부와 지붕의 주요 기기들은 설해를 방지하기 위해 커버로 보호하거나 차체 내부로 수납하는 등 철저한 내한내설 설계를 갖추고 있다.

731계는 기본적으로 3량 1편성으로 구성되며, 수요에 따라 복수의 편성을 연결하여 운행하기도 한다. 현재 삿포로 역을 중심으로 하코다테 본선(오타루~이와미자와), 치토세 선(도마코마이, 신치토세 공항), 삿쇼 선(가쿠엔도시 선) 등 삿포로 근교의 전철화 구간 전반에서 주력 통근 열차로 운용되고 있다. 도입 초기에는 키하 201계와의 병결 운행이 정기적으로 이루어졌으나, 다이아 개정 등을 거치며 현재는 주로 전동차 단독 혹은 동종 및 721계, 733계 등 타 전동차와의 병결 운행 위주로 사용된다.