クハ２８１－１～（クハ２８１－６）
６両基本編成の関西空港方に連結される制御車です。運転台後方にはＣＡＴ（シティエアターミナル）専用の荷物室があります。（クハニ２８１形式？と思った方もいるのでは？）これは京都駅にあった搭乗手続き窓口で手荷物を預けられるシステムでしたが、平成１４年に廃止されました。以降は使用されずそのままでいます。電動空気圧縮機、蓄電池を搭載しています。
クハ２８０－１～（クハ２８０－３）
３両増結編成の京都方に連結される制御車です。クハ２８１形式の逆向きの制御車として登場しました。ただし、クハ２８１形式に設置される荷物室はありません。
クロ２８０－１～（クロ２８０－９）
６両基本編成の京都方に連結される制御車（グリーン車）です。１＋２列配置のグリーン室で、トイレ、洗面所の設備があります。
クモハ２８１－１～（クモハ２８１－２）
３両増結編成の関西空港方に連結される制御電動車です。パンタグラフは京都寄りに搭載されていますが、関西空港寄り（運転台方）にも搭載できるように準備工事が行われています。
モハ２８１－１～（モハ２８１－１８）
本系列のパンタグラフ付中間電動車です。粘着性能を上げるためにＶＶＶＦインバータ制御装置、ＳＩＶといった重量のある機器を搭載しています。
サハ２８１－１～（サハ２８１－９）
６両基本編成の３号車に連結される中間付随車です。車椅子対応の設備がある車輛で、更衣室を兼ねた化粧室の設備もあります。電動空気圧縮機、蓄電池を搭載しています。
サハ２８１－１０１～（サハ２８１－１１１）
輸送力増強のため増備された中間付随車です。０番代とは異なり、電動空気圧縮機は搭載しておらず、車内も車椅子対応の設備がありません。６両基本編成、３両増結編成にそれぞれ連結されています。