概況
20世紀70年代，由於長時間在高強度高頻度的苛刻條件下運行，1964年東海道新幹線開業時就開始運用的0系車輛已經開始老化。例如，為了舒適性而採用的氣密構造因為反覆受到列車交會和進出隧道產生的氣壓作用，出現了金屬疲勞等現象造成氣密性能下降。由於0系是新幹線首款營運車輛，設計之初難以預期其長期運用中出現的情形。據此，前日本國有鐵道將0系的報廢標準設定為製造後13年，因此，用新造的0系置換舊0系列車的狀態持續了數年。
此外，在這個時機導入新型列車還有其他原因。例如，前日本國有鐵道的經營狀況惡化和勞資糾紛等問題，加之通車初期所特有的車輛投入方式導致使用年數不一致的編組零散混用影響了通用性。
除了因缺乏運用經驗而無法把握的問題外，由於0系新幹線的基本設計和內部裝飾源自1964年，雖然經過數次小規模更換，但還是無法擺脫既有的陳舊老化的觀感，加上1975年3月10日新幹線博多站開業時使用新運行圖增備的車輛也將在八十年代後半期汰換，被認為是更換新型列車的最佳契機，因此決定投入100系。
100系列車沿襲了0系和200系的技術，主要對內外裝飾做了全新設計，從1985年10月到1992年累計製造、投入了16輛編組66列、共1,056輛，在內部裝飾和技術層面上，許多在100繫上採用的設備和技術也為後續的新幹線列車所繼承。前述的陳舊化加之設計上不敵TGV、ICE等後發高速鐵路，故而開始摸索新造型。基於此，前日本國有鐵道車輛設計事務所內設定了車輛設計專門委員會，成員由手錢正道、松本哲夫、木村一男推舉。由各製造商提出設計方案，車輛設計專門委員會負責討論、選用方案。。
試製的100系X0編組比0系第37、38批車早落成。100系最終增備編組G46編組晚於300系第1號量產車J2編組落成，卻先被報廢了。
而100系在2003年9月16日退出東海道新幹線的服務行列，2011年3月12日以後有9組6輛編組（K編組）作為山陽新幹線的回聲號定期運用。
所有JR西日本剩餘的100系列車於2012年3月16日退出山陽新幹線的服務。
構造
100系列車以替換老化的0係為主要目的兼顧相同的運輸能力（車輛定員）和造價外，最大限度維持地面設備現狀及縮短到達時間也是其設計目標。
車輛外觀
100系與前代0系相比的最大差異就是前頭造型和雙層車輛。為了降低噪音和減少空氣阻力，前頭設計為前細後大的流線形，前照燈的設計由0系的縱向2燈改成橫向2個細長的大燈。這個設計由近畿車輛提議。
為了儘可能減小駕駛室窗戶和車體的水平落差，100系將0繫上可開合的側窗固定化、平滑化，因而使得形式阻力較0系降低70%。側窗也固定化極力平滑化了。根據這個行駛時的阻力與0系相比減輕了70%）。另外，試製車的前照燈類似丹鳳眼那樣略帶角度，量產車角度變小，這樣的形狀使其又有“鯊魚車頭（鯊魚鼻子）”之稱。緊急狀態時用的連線器收納在車頭中央的圓罩里。
車身下部的裙板內部是數層鋁合金板構成排障器。和200系一樣，其空調裝置（AU83型）安裝在車廂兩端的車頂上。車體和0系一樣採用普通鋼（碳素鋼），車頂部分採用了波形不鏽鋼（厚0.8mm），並採用了與側面連為一體的結構。
車廂窗戶方面，9000番台（X0→）X1編組採用和0系1000、2000番台一樣的小窗戶，但量產編組採用和0系0番台一樣兩排共用的大窗戶。普通車（二等座車）窗戶尺寸為1660mm×610mm，綠色車廂（一等座車）則為1870mm×610mm（與0系0番台一樣）。而車窗在玻璃的厚度及構造上也一致化，以強化其強度。
新幹線100系電力動車組塗裝
初始的車身塗裝採用珍珠白（牡蠣白），窗戶四周為深藍色，其下又有藍條紋。JR西日本所屬的K、P編組塗裝變更請參照#K編組、P編組。
前日本國有鐵道時期，100系被賦予“New Shinkansen”的愛稱，雙層車廂（X編組第8、9號車廂）上這一紅色標誌（NS標誌）。X1編組南側和車體的藍色帶一樣大，北側則相對更大。量產車（X2 - X7編組）採用和X1編組北側一樣略大於藍色帶的標誌。1987年前日本國有鐵道民營化拆分後，此標誌被以JR標誌替換。後來，JR東海所屬車輛第1、8、15→16號車以JR東海的橙色標誌（JR西日本則為藍色）+車輛編號。JR西日本所屬車輛（V編組）初期和X編組一樣，第1、15號車廂則因為有廁所而用稍小的JR標誌做區分。
編組編號記載於駕駛台下端、先頭車輛乘務員門、乘務員門下方的裙板，但1997年左右開始改為記載於駕駛台上端。
原設計最高運行速度為275km/h，但基於噪音限制問題，故最高運行車速被限制於220km/h（V編組為230km/h）。
編組
X編組
16輛編組，由JR東海旅客鐵道擁有。其中兩輛為雙層車廂。投入服務初期設有餐車，但於1998年隨著X編組改為服務東海道新幹線的回聲號班次，餐車亦告停用。全盛時期共有7列X編組，之後自1999年起陸續退役。現時只剩一列被保留在JR東海濱松工場中。
100系X3編組
新幹線100系X編組雙層餐車（NS標誌）
新幹線100系X編組雙層餐車內部
新幹線100系X編組雙層餐車（168-9001）| 車廂號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 車型（X1-7) | 普通車廂 | 雙層餐車 | 雙層綠色車廂 | 綠色車廂 | 普通車廂 | |||||||||||
| 定員 | 65 | 100 | 90 | 100 | 90 | 100 | 80 | 44 | 56 | 68 | 73 | 100 | 90 | 100 | 90 | 75 |
| 車輛編號（X1-7） | 123 | 126 | 125 | 126 | 125 | 126 | 125-500 | 168-9001 | 149 | 116 | 125-700 | 126 | 125 | 126 | 125 | 124 |
| 動力配置（X編組） | 拖車，帶駕駛室（Tc) | 動車（M） | 拖車，雙層（T） | 動車（M） | 拖車，帶駕駛室（Tc） | |||||||||||
註：該編組單層列車的雙數車廂裝有受電弓（包括G、V、K、P編組）
•定員：1,277人
•製造輛數：7列（X1 - X7編組）共112輛
•最高速度：220km/h
•製造時期：1985年 - 1986年
G編組
與X編組一樣，也是16輛編組，並由JR東海旅客鐵道擁有。其中兩節是雙層車廂，但餐車改為綠色車廂和餐車混合車，上層為綠色車廂，下層為餐車，沒有了廚房設備。全盛時期共有50列G編組，是100系編組數量最多的。（共製造了800節）
100系G編組
新幹線100系G編組餐車
新幹線100系G編組四人包座車廂| 車廂號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 車型（G1-50 | 普通車廂 | 雙層綠色車廂 | 綠色車廂 | 普通車廂 | ||||||||||||
| 定員 | 65 | 100 | 90 | 100 | 90 | 100 | 80 | 42 | 58 | 68 | 73 | 100 | 90 | 100 | 90 | 75 |
| 車輛編號（G1-50） | 123 | 126 | 125 | 126 | 125 | 126 | 125-500 | 148 | 149 | 116 | 125-700 | 126 | 125 | 126 | 125 | 124 |
| 動力裝置 | 拖車，帶駕駛室（Tc） | 動車（M） | 拖車，雙層（T） | 動車（M） | 拖車，帶駕駛室（Tc） | |||||||||||
註：該編組單層列車的雙數車廂裝有受電弓（包括X、V、K、P編組）
•定員：1,321人
•製造輛數：50列（G1 - G50編組）共800輛
•最高速度：220km/h
•製造時期：1987年 -1992年
V編組
由JR西日本旅客鐵道擁有，1989年年起投入山陽新幹線的超級光號（グランドひかり，Grand Hikari）班次服務。也是16輛編組，但雙層車廂數目增加至四節，V編組其中三節雙層車廂（第7、9和10號車廂）的上層是綠色車廂，下層是普通車廂，另外一節雙層車廂（第8號車廂）是餐車；頭尾兩個駕駛室車廂亦由X編組和G編組的非動力車改為動力車廂，因此整列列車仍舊維持12M4T的驅動配置。最高運行速度提升至230km/h，也是唯一可以230km/h行駛的100系編組。全盛時期共有9列V編組，現時只剩一列被保留在博多綜合車輛所中。
V編組餐車車廂（1999年7月）
V編組餐車車廂（1997年）| 車廂號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 車型（V1-9） | 普通車廂 | 雙層綠色/普通車廂 | 雙層餐車 | 雙層綠色/普通車廂 | 普通車廂 | |||||||||||
| 定員 | 65 | 100 | 90 | 100 | 90 | 100 | 80 | 44 | 58 | 68 | 73 | 100 | 90 | 100 | 90 | 75 |
| 車輛編號 | 121-3000 | 126-3000 | 125-3000 | 126-3000 | 125-3000 | 126-3000 | 179-3100 | 168-3000 | 179-3700 | 178-3000 | 125-3700 | 126-3000 | 125-3000 | 126-3000 | 125-3000 | 122-3000 |
| 動力裝置 | 動車，帶駕駛室（Mc） | 動車（M） | 拖車，雙層（T） | 動車（M） | 動車，帶駕駛室（Mc ） | |||||||||||
註：該編組單層列車的雙數車廂裝有受電弓（包括X、G、K、P編組）
•定員：1,285人（普通車廂1,169人、綠色車廂116人）
•製造輛數：9列（V1 - V9編組），144輛
•最高速度：230km/h
•製造時期：1989年 -1991年
P編組、K編組
P編組為4輛編組，改裝自X編組、G編組和V編組退役列車，沒有雙層車廂和綠色車廂，一共改造了12列編組（P1 - P12編組），並服務於岡山至博多之間的山陽新幹線回聲號及博多南線。K編組為6輛編組，改裝自G編組和V編組退役列車，也沒有雙層車廂和綠色車廂，一共改造了10列編組（K51 - K60編組）。
經過翻新的新幹線100系K編組| 車廂號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 定員（K51-60） | 52 | 80 | 58 | 72 | 72 | 60 |
| 定員（P1-11） | 52 | 80 | 58 | 60 | ||
| 列車編號 （K51-60） | 121 | 126 | 125 | 126 | 125 | 122 |
| 列車編號（P1-11） | 121 | 126 | 125 | 122 | ||
| 動力裝置（K51-60） | 動車，帶駕駛室（Mc） | 動車（M） | 動車，帶駕駛室（Mc） | |||
| 動力裝置（P1-11） | 動車，帶駕駛室（Mc） | 動車（M） | 動車（帶駕駛室（Mc） | |||
經過翻新的新幹線100系P11編組•短編組化在博多綜合車輛所進行改造。
•K編組（6輛編組）
•定員：394人（全車普通車）
•編組、車輛總數：10列（K51 - K60編組），60輛
•最高速度：220km/h
•組成時期：2002年-2003年
•P編組（4輛編組）
•定員：250人（全車普通車）
•編組、車輛總數：12列（P1 - P12編組），48輛
•最高速度：220km/h
•組成時期：2000年-2001年、2003年 -2005年
現況
隨著品川站啟用和更多的700系投入服務，所有100繫於2003年10月16日開出告別班次後，全面退出東海道新幹線。而16輛編組的G和V編組部分改為K（6輛）編組、P（4輛）編組在山陽新幹線擔任回聲號班次作各站停靠服務。P編組所有列車於2011年3月12日列車改點後退役。 所有JR西日本剩餘的100系列車會於2012年3月16日運行告別班次臨時光號445後與300系一同退出山陽新幹線。
告別班次
岡山→博多
•日期：2012年3月16日
•班次編號：臨時“光”445號
•行車時刻表：岡山11:43發→廣島12:46發→德山13:27發→新山口13:43發→小倉14:09發→博多14:29到
現役100系列車
總數0輛。
•P2編組目前為新下關乘務員訓練中心訓練車輛，於2009年2月取代已全數退役的0系列車（Q3編成）。
保存車輛
•123-1（初代G1→X2編組1號車）、168-9001（X0→X1編組8號車）：JR東海磁懸浮・鐵道館(日語原文：リニア・鉄道館)。
•179-3009（V9編組7號車）、168-3009（V9編組8號車）：JR西日本博多綜合車輛所。
