Электровозы серии Э5К (Э — электровоз, 5 — номер модели, К — коллекторные тяговые электродвигатели) предназначены для вождения грузовых, пригородных и вывозных поездов на железных дорогах, электрифицированных на однофазном переменном токе номинального напряжения 25 кВ и частоты 50 Гц, разработанный для замены электровозов серий ВЛ60 и ВЛ80. Имеют формулу ходовой части — 2O−2O. Разработаны всероссийским НИИ электровозостроения (ВЭлНИИ) в Новочеркасске, собираются на Новочеркасском электровозостроительном заводе и реализуются с 2004 года компанией «Трансмашхолдинг». Различные модификации — Э5К, 2ЭС5К, 3ЭС5К — различаются числом секций.
Односекционный вариант машины Э5К предназначен для вывозной и легкой магистральной работы, также используется для вождения пригородных поездов — там, где нецелесообразно применение отдельной серии подвижного состава (электропоездов).
Электровоз имеет стальной кузов вагонного типа с главной рамой, на который устанавливаются пластиковая блок-кабина управления и комплект оборудования. Ходовая часть исполнена с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей с моторно-осевыми подшипниками скольжения. В электровозе применены усовершенствованные тяговые электродвигатели НБ-514Б, электрическое рекуперативное торможение, а также микропроцессорная система управления, обеспечивающая ручное и автоматическое управление движением, диагностику параметров движения и работы всего оборудования электровоза.
В электровозе установлены следующие системы безопасности движения: КЛУБ-У, САУТ-ЦМ/485 и ТСКБМ. Усовершенствованы конструкция кабины управления, установлены термоэлектрические кондиционеры и панельные нагреватели, в целом улучшены условия работы локомотивной бригады (электровоз оборудован холодильником и сантехническим оборудованием).
По расположению оборудования и электрической схеме электровозы Э5К похожи на электровоз ВЛ85, на базе которого и были созданы. От ВЛ85 они отличаются применением технических решений, уже опробованных на электровозах семейства ЭП1 — более экономичной системой вентиляции, конденсаторным запуском вспомогательных двигателей с возможностью их работы в режиме низкой скорости (ПЧФ), применением микропроцессорной системы управления и диагностики. Однако устанавливаемый ранее конденсаторный запуск вспомогательных машин впоследствии был заменен на систему с использованием пускового двигателя ПД (аналогично фазорасщепителю электровозов серии ВЛ80) с последующей модернизацией ранее выпущенных локомотивов.