キハ１１０系は、老朽化した旧型気動車の置き換えを目的にＪＲ東日本が開発した一般型のディーゼルカーで、１９９０年の試作車を経て、翌１９９１年には量産化が開始されました。
本系列としては、同時期に開発されたキハ１００系が１６ｍ級車体で両運転台車であるのに対して、キハ１１０系は２０ｍ級車体で設計され、両運転台車と片運転台車が製造されました。
車体は普通鋼製ながら、車体強度に関係ない部分の徹底した肉抜き（軽量穴）と側面窓の固定化・客用扉のプラグドア化により側鋼体を５０ｍｍと従来よりも薄くし、キハ４０系よりに対して約２５％の軽量化が図られました。
エンジンと液体変速機は、試作車では数タイプが試用されましたが、その後初期の一部を除き、高出力で直噴式のＤＭＦ１４ＨＺＡ（４２０ｐｓ）が搭載されました。
台車はボルスタレス式の空気バネ台車が採用されました。
キハ１１０系では、こうした車体や台車の軽量化と高出力直噴式エンジンと効率の高い液体式変速機の組み合わせにより、電車並みの走行性能を実現しました。
ブレーキシステムは電車で実績があり、応答性の高い電気指令式が採用しており、当然冷房装置も搭載されました。
キハ１１０形は両運転台車、キハ１１１形は片運転台車（トイレ付）、キハ１１２は片運転台車（トイレ無し）となっています。
２００番台車は、１９９３年２月以降に増備されたマイナーチェンジ車で、キハ１１０形５０両、キハ１１１形・１１２形２両編成２１本の計９２両が導入されました。（特急「秋田リレー仕様」３００番台からの編入車を含む。）
外観上では、側扉の引き戸化に加え、踏切事故対策として運転台部鋼体が２５０ｍｍ延長・強化され、乗務員室と側扉の間が広くなりました。
また、キハ１１０形・キハ１１１形については、ロングシートの一部が車椅子スペースに変更されました。
３００番台からの編入車については、他の２００番台車と比べて、天井の蛍光灯カバーやデッキ・窓枠の物を置く面台、トイレなどで一部違いがあります。
八高線の非電化区間を走行する列車（高麗川－高碕間）では、高碕車両センターに配置されるキハ１１０系２００番台が使用され、２両編成または３両編成で運用されています。
↑ 高崎車両センターに所属し、通常は２両から３両で運用されています。
↑ 軽量化と高出力なエンジン・効率の良い液体変速機の組み合わせで、電車並みの加速を実現しました。
↑ 前面は貫通式で、需要に応じた編成が組んでの運用が可能。
↑ 高麗川駅で停車、折り返し運用で出発を待つ２両編成。
↑ 運転台付近側面の様子。
↑ 側面の様子。
↑ 高崎線の列車は、基本的にすべてキハ１１０系で運用されています。