自２０１９年起，為了改變大眾對國營鐵路的印象，臺鐵以「為臺鐵帶來美學復興」的旗號，開始更新車輛和車站的設計，同時也邀請民間的設計師聯手開發新型概念車輛。
　ＥＭＵ３０００是這次提案中的第三項，除了臺鐵和日立的設計團隊之外，臺灣的設計團隊（美學小組）也參與了此次的車輛設計。在這次的計畫中，設計團隊根據臺灣的歷史和文化以及民眾的價值觀的基礎上共同探索新基建的形態，並不斷探討車輛的設計。在討論「臺灣文化」、「展望臺灣的未來」與「日本、臺灣的文化差異」等話題的過程中，設計團隊以臺灣文化的「Ｓｕｂｔｌｅ（細緻、巧妙的）」為出發點，引出了「Ｓｉｌｅｎｔ　Ｆｌｏｗ（靜謐移動）」的概念應用到這款新型城際列車；以簡潔的現代設計表現出「寧靜奔馳」的感受。
此外，ＥＭＵ３０００的車輛設計充分繼承了日立製作所在製作輸出至英國的Ｃｌａｓｓ８００等代表車輛時的設計思想。Ｃｌａｓｓ８００的設計以「如同一筆畫成的平滑曲線」和「四曲一直」概念為基礎，做出了具有速度感的美觀外形，同時也具備了良好的氣動效能並滿足歐洲嚴格的安全規格要求。另一方面，設計團隊在設計ＥＭＵ３０００的過程中，對臺鐵方面希望的「具有速度感的流線型車頭」和在日本鐵路車輛中常見的「在車廂端面方形、平順滑到後部車輛」的想法融合進設計中。
　外觀主要使用黑白兩色，意在使ＥＭＵ３０００無論在何處都能融入臺灣各地豐富變化的風景當中；同時只在車輛側面使用富有意義的色帶作為點綴，配色一共有四種，其寓意分別為：

紅色：熱情 情熱　紅

藍色：知性 知性　青

綠色：寂靜 靜寂　緑

黃色：豐收 豊穣　黃

　除了使用單色作為配飾的編組外，ＥＭＵ３０００還有同時使用四種顏色作為配飾的特別觀光車輛（特仕車），並已經在2023年起投入運營。