Stromversorgung

Das 25 kV Einphasenwechselstromnetz wird mit den folgenden Frequenzen betrieben:
(Bemerkung: In Japan sind zwei regional getrennte Stromnetze vorhanden. Diese haben unterschiedliche Frequenzen mit einer Spannung von 100 V im Hausnetz und 220 V im Drei-Phasen-Netz. z. B. in Tokio 50 Hz und in Osaka 60 Hz).

Der Tokaido-Shinkansen wird mit 60 Hz versorgt. In der Präfektur Shizuoka wird die Grenze zwischen der 50 Hz und 60 Hz Wechselstromfrequenz überlagert. Die jeweiligen Streckenabschnitte mit gleicher Wechselstromfrequenz wurden möglichst lang ausgelegt. Das Ziel war die Fahrzeugtechnik zu vereinfachen. Dies bedingt eine Umstellung der Frequenz in Gebieten mit 50-Hz Stromversorgung auf 60-Hz für die Versorgung des Shinkansen.

Der Übergang zwischen der 50-Hz und 60-Hz Frequenz für den Hokuriku-Shinkansen befindet sich in der Nähe von Karuizawa (Nagano).

Die regionalen Shinkansen-Strecken werden mit der lokalen Wechselstromfrequenz betrieben. Der Sanyo-Shinkansen (Weiterführung des Tokaido-Shinkansen-Streckennetzes) und der Kyushu-Shinkansen weisen eine 60-Hz Frequenz auf. Der  Tohoku-Shinkansen und Joetsu-Shinkansen werden mit 50-Hz betrieben.
Der Mini-Shinkansen, welcher  auf den Yamagata- und Akita-Linie verkehrt, wird teilweise auf den alten Streckenabschnitten mit  50-Hz geführt und ist daher  auf eine Mehr-Systemstromversorgung ausgelegt.

Signalanlagen

Bei den vom Shinkansen gefahrenen, hohen Geschwindigkeiten ist es nicht möglich, an der Strecke angebrachte Signale vom Führerstand aus zu erkennen. Der Shinkansen wurde daher mit einer autonomen  Zugsteuerung ATC ausgestattet. U.a. zeigt diese die freigegebene max. Geschwindigkeit in einem Streckenabschnitt als Signal im Führerstand an. Aufgrund der stetigen Erhöhung der maximalen Geschwindigkeit wurde das analoge ATC-System, welches ursprünglich sechs Stufen bis zu einer Geschwindigkeit von 210 km/h umfasste  auf zwölf Stufen bis 300 km/h erweitert.

Seit 2001 wird ein neues digitales ATC-System sukzessive auf den Tokaido-, Tohoku-, Joestu- und Kyusu-Strecken eingeführt. Damit ist es möglich die Fahrzeit weiter zu reduzieren und die Zugfolgezeiten zu verkürzen.  Mit dieser neuen Technik wurde es auch möglich an Stelle der Streckenabschnitt bezogenen (starren) Höchstgeschwindigkeit der Züge diese mit dynamisch zurückgehender Geschwindigkeit zum Anhaltepunkt zu dirigieren. Informationen zu Warteabschnitte und Strecken mit begrenzter Geschwindigkeit  (z. B. Kurven und Weichen) werden über Signale auf den Schienen übertragen.

Die zentrale Steuerung CTC (Centralized Traffic Control) welche sich in der jeweiligen Streckenzentrale befindet, steuert den Fahrzustand aller Züge und stellt Weichen und Signale. In den 90iger Jahren wurde das damals neue Zugsteuerungssystem PTC (Programmed Traffic Control) eingeführt.