순수 국내 기술로 제작된 KTX-Ⅱ는 KTX에 비해 시스템과 성능 측면에서 한층 개선됐으며, 스낵바, 비즈니스실 등 고객 편의시설이 확충됐다.
KTX-Ⅱ 외형 디자인은 우리 고속철도 기술을 세계적으로 알리기 위해 우리나라 토종어종인 산천어(山川漁)의 이미지를 빌려 왔다. 쏟아지는 폭포수를 솟구쳐 물살을 거슬러 오르는 산천어의 힘차고 아름다운 도약이 일본, 프랑스, 독일에 이어 세계 4번째 고속열차 제작기술 보유국의 자부심을 표현하기에 적합했다.
유선형의 외관은 공기저항을 줄이는 효과가 있음. 차체는 알루미늄 합금으로 만들어 하중을 줄여 에너지 효율까지 높였음. 특히, 동력전달방식과 제동방식 등을 개선해 유지보수비용을 획기적으로 줄였다.
코레일은 이용객 편의를 위해 KTX-Ⅱ의 전 좌석을 회전형으로 바꾸고 의자간격을 5㎝ 넓혔음. 또, 20량 고정편성인 KTX와 달리 KTX-Ⅱ는 10량 편성을 기본으로 20량(10+10)까지 연결할 수 있어, 수송수요에 따른 탄력적인 운영이 가능해졌다.
여행 중 미디어 문화를 만끽할 수 있도록 KTX-Ⅱ의 모든 객실에 DMB 수신 설비와 무선인터넷 서비스를 갖춤. 또, 객실내 이동 판매로 인한 이용객 불편을 최소화하고 편안한 분위기에서 식음료를 즐길 수 있는 스낵바가 운영된다.
장애인 등 교통약자를 위한 전용석과 전용화장실, 수유실 등 편의시설을 갖춤. 특히, 비즈니스맨 또는 소규모 그룹여행객을 위한 비즈니스실을 운영할 예정이다.
38㎜ 4겹의 복층 유리는 외부소음을 차단해 한결 조용해지고, 외부 압력과 투석물로부터 승객을 안전하게 보호함. 또, 모든 객실에 화재감지장치를 설치하는 등 안전설비를 강화했다.