또 20량을 고정 편성하는 KTX와 달리 10량을 기본으로 하고 20량까지 연결할 수 있어 수송량에 따른 탄력적인 객차 편성이 가능하다. 또 강재골조와 강판이던 객차 차체는 가벼운 알루미늄 합금으로 제작해 에너지 효율성과 객차 성능을 높였다. KTX-II는 현대로템이 9년에 걸쳐 독자 개발한 모델로, 전체 부품의 87%가 국산화됐다.
기존 KTX는 프랑스에서 도입한 고속철 기술을 사용했었다. KTX-II는 외형만 봐도 KTX와는 확실히 다르다. 장거리 승객의 불만이던 역방향 좌석은 전부 회전식으로 바꿨다. 의자 간격도 930mm에서 980mm로 50mm 더 넓혔다. 터널 내 소음도 감소했다. 73dB이던 객실소음을 71dB로, 85dB이던 운전실 소음은 83dB 이하로 개선했다. 노트북 사용을 고려해 특실과 일부 객실에만 설치됐던 무선랜 시스템을 전 객실로 확대했다. 또 우등실 앞쪽과 뒤쪽 의자와 특실의 모든 의자에 콘센트를 설치했다.
코레일 고속차량팀 양인철 팀장은 “KTX-II는 동력전달방식이 기계식이던 KTX와 다르게 유압식이어서 고속으로 달릴 때 고장이 나도 유압을 순간적으로 뺐다 다시 넣는 방식으로 계속해서 시속 300km를 유지할 수 있다”고 설명했다.