HXD1型电力机车是双节重联的八轴大功率干线货运用电力机车，由两节完全相同的单端司机室四轴机车通过内重联环节连挂成八轴机车，成为一个完整系统。司机可在任何一端司机室对两节机车进行控制，两节机车之间并设有中间走廊连通。

机车车体采用全钢框架结构的中央梁承载方式，司机室呈微流线型外形。车内设备采用模块化结构、两侧屏柜化布置，并设中间贯通走廊。HXD1型电力机车采用微机控制系统和列车通信网络（TCN），并安装 “Locotrol”多机牵引无线同步控制系统、安装有克诺尔公司的“CCB II”微机控制电空制动系统。“SIBAS 32”系统采用集散控制模式，由中央控制单元（CCU）、牵引控制单元（TCU）、辅助控制单元（ACU）、液晶显示屏（HMI）和外设智能接口（KLIP）构成，并采用网络控制系统进行数据通信，由绞线列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）两级网络构成，使机车控制系统具有控制、监测、传输、故障诊断、显示和存储功能；主逆变器由TCU控制，CCU负责对机车进行全面管理，每节机车内所有电子控制装置、显示器等都通过MVB相连，两节机车之间以及重联机车之间的通讯则通过WTB实现。

每节机车装用两台两轴转向架，其结构与DJ1型电力机车的转向架基本相同。转向架构架采用钢板焊成箱形结构的“H”型构架，轮对轴箱采用拉杆定位。一系悬挂采用螺旋弹簧配垂向油压减震器；二系悬挂为高挠螺旋圆弹簧配垂向、横向油压减振器。牵引力或制动力通过中间低位推挽式斜拉杆牵引装置传递。牵引电动机采用滚动轴承抱轴式半悬挂、单边刚性斜齿传动。基础制动装置为轮盘制动；停放制动装置为蓄能制动。

主要技术参数：

电流制 25kV/50Hz

轴式 2(Bo-Bo)

轴重 23t或25t（加配重）

电传动方式 交-直-交

最高运营速度 120km/h

轮周牵引功率 9600kW

起动牵引力 700kN（23t）或760kN（25t）

持续制牵引力 494kN（23t）或532kN（25t）

持续速度 70km/h（23t）或65km/h（25t）

牵引恒功率速度范围 70km/h～120km/h（23t）

65km/h～120km/h（25t）

电制动方式 再生制动

最大再生制动力 461kN