E653系列是為常磐線上的新日立特急列車而開發，目前在新瀉地區的稻穗和白雪特急列車上使用。這款特快列車有一個其他 JR 一般特快列車所沒有的獨特之處：可與 JR 常磐線的 「三電供應系統 」相容。
在日本的 JR 傳統路線的電氣化路段中，1500 DC伏特，以及 20,000 伏特 50 Hz AC 和 60 Hz AC 供電系統。頻率的差異並非因為日本國營鐵路的安裝方式不同，而是因為明治時期引進的發電機是在東西方不同國家製造。車輛必須兩者兼顧。
然而，在日本的常規線路上，AC 50 Hz 與 60 Hz 直接相連的地方並不多（新幹線上有三處），如果不在相關線段之間直接營運，則只能使用其中之一。
在JNR時代，直接在50 Hz區段（例如：羽越本線）和60 Hz區段（北陸本線）之間運行的日本海縱貫線的列車（485系列、457系列、EF81系列等）被開發成雙頻兼容車。此外，一些基本上只為 50 Hz 或 60 Hz 路段的線路而建造的列車，考慮到未來的轉換，也同時為兩種頻率而建造。
之後，隨著日本鐵路的分拆和私有化，JR 公司成立，不再需要考慮全國範圍內的大規模轉乘，因此不再需要在替換列車中支援兩種頻率。東日本的 651 系列和 E657 系列僅與 50 Hz 交流電相容，而 JR 西日本的 681 系列和 683 系列僅與 60 Hz 交流電相容。至於一般型列車，E501 和 E531 系列僅與 50 Hz 相容，而 521 系列僅與 60 Hz 相容。
另一方面，E653 系列支援三種電源系統：1500 伏特 DC 以及 20,000 伏特 AC 50 Hz 和 60 Hz。這樣做是為了在未來取代 485 系列。當時，JR 東日本的 485 系列運行在服務北陸本線的 Hokuetsu 和 Hakutaka 特急列車上，以及通往關西地區的特別班列上。為了能在未來取代這些高通用性的列車，E653 系列也被研發成具有高度操作彈性的列車。
除了 E653 系列之外，其他 JR 世代列車（不包括原型和測試列車）包括 JR Freight 的 EH500 和 EF510 列車，以及 JREast Japan 的 E655 系列 ‘Nagomi「 和 E001 系列 」TRAIN SUITE Shikishima’，這些列車可相容 1500 伏特直流電和 20,000 伏特 50 Hz 及 60 Hz 交流電 (Shikishima 也可相容 25,000 伏特 50 Hz 交流電)。但 E655 系列用於特別列車及團體列車，而 Shikishima 則為巡航列車，兩者皆有特殊地位；EH500 及 EF510 則為電動機車，無法供一般乘客使用。E653 系列是唯一可與整個 JR 集團的三種電氣化系統相容的一般限定快速列車。
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