JR九州在來線的電氣化區間，大部分以交流2萬伏特電化。由於交流電化有減少變電所等優點，前身為國鐵的JR集團在九州以外的北海道、東北、北陸等地，也主要採用了交流電化。
不過，在九州島內的JR九州電化路線中，只有筑肥線姪浜～唐津區間與唐津線唐津～西唐津區間是直流電化。
兩線採直流電化是為了與福岡市營地下鐵進行相互直通運轉。福岡市營地下鐵空港線（1993年前稱為1號線）於1981年部分區間開業，1983年開始與當時的國鐵直通運轉，該線採直流1500伏特電化。為了與這條路線直通，原本全線未電化的筑肥線與唐津線在地下鐵直通開始時，姪浜～西唐津區間改為直流1500伏特電化。
一般而言，地鐵採用直流電氣化。在交流電化區間的隧道，由於安全上需保持絕緣距離，隧道斷面比直流電化區間要大。雖然並非沒有交流電化的地下車站，例如新幹線上野站或つくばエクスプレス筑波站，但在都市地區需要挖長隧道的地鐵，基於成本考量，基本上採用直流電化。
為了地下鐵直通，姪浜～西唐津區間成為九州地區國鐵→JR九州少見的直流電化區間，因此使用與其他JR九州路線不同的車輛。
1983年地下鐵直通開始時導入的是在首都圈等也有使用的103系。該車為筑肥線專用的1500番台，不僅對應地下鐵直通，其車體設計也以先前登場的201系為基礎。筑肥線的103系於2015年退出地下鐵直通運用，現於筑前前原～西唐津區間以3輛編成運行。
JR九州成立後，首度作為筑肥線用車輛引進的是2000年登場的303系。此型為增班用途投入，包含2002年追加製造的1列在內，僅有3列6輛編成，是少數形式。
為取代103系而引進的是2015年登場的305系。與不鏽鋼素車的303系相對，305系車體採鋁製並塗成白色，風格類似817系2000・3000番台。
JR九州的在來線車輛會在小倉綜合車輛中心進行大型檢修，但筑肥線用的電車無法自行行駛至該中心入場。因此，103系會由柴油機車牽引進入小倉綜合車輛中心，而303系與305系則基本上委由福岡市交通局的姪浜車輛基地代為檢修。