韶山1型电力机车是六轴干线客货运通用电力机车，采用双边内走廊，设两端司机室。主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央，分平面斜对称布置为主，有利于重量平衡。车顶两端相对车底转向架处各有一台受电弓;中部有一台空气断路器;车顶两端还装有制动电阻柜。车体为全金属箱式承载结构，由型钢与钢板焊接而成。机车的两端各有一个司机室，机车中部是变压器室，向两端分别布置为I、II端高压室和I、II端辅助室。通风系统采用车体通风方式，侧墙百叶窗是车内设备通风冷却的进风窗口，早期的机车采用进风百叶窗窗口，后期采用大面积竖式结构进风百叶窗，过滤除尘效果较好，外形美观大方。

机车走行部为两台完全相同的三轴转向架，采用"目"字形箱型焊接结构的构架，构架由两根纵向侧梁、枕梁和管型端梁组焊而成。车轮直径为1250毫米(新轮)，采用锻钢车轴和有孔辐板轮对。转向架设有二系悬挂装置，一系悬挂装置由均衡梁和钢弹簧组成，二系悬挂装置由中央支承和摇摆旁承组成，每台转向架有二个摩擦旁承和二个摇摆旁承，分别各承担一半的车体重量，牵引力和制动力通过中央支承传递。制动装置采用由制动横梁和制动拉杆的组合式基础制动装置，车轮的两侧都设有闸瓦。牵引电动机在转向架上采用抱轴式悬挂、双侧刚性斜齿轮传动。

机车采用交-直流电传动，接触网上的25千伏单相交流电通过受电弓、主断路器和电流互感器引入机车，电能经主变压器降压，通过整流器整流直流电后，再经平波电抗器滤波，供给两台转向架上六台并联连接的直流牵引电动机，从而使牵引电动机产生转矩并驱动轮对。早期的6Y1型机车采用引燃管整流，后来基本定型的韶山1型机车均改用了大功率半导体硅整流管代替引燃管，提高了设备可靠性，也延长了机车检修周期。

韶山1型电力机车装用一台TGQ1-6300/25型主变压器，额定输入电压为25千伏，额定容量为6300千伏安。牵引变压器有四个绕组，包括高压输入绕组、两个牵引绕组和辅助绕组，变压器采用强迫油循环风冷式冷却。整流装置方面，早期的6Y1型电力机车采用引燃管整流器，每台机车上装有12个引燃管，以石墨和水银分别作为阳极和阴极，并用引燃极在每个周波的正半波点燃电弧，因而称为引燃管。而后来的韶山1型电力机车采用了硅整流器，整流方式为中抽式全波二极管整流，定型后改为双电源单拍式全波二极管整流，整流装置型号为TGZ6-3000/1500型整流器和派生系列TGZ6A-3000/1500型整流器，额定输出直流电压为1500伏，额定输出直流电流为3000安倍，采用ZP500-20型或ZP500-24型的二极管整流元件，全车共用108只整流元件，整流装置采用强迫风冷。

韶山1型电力机车采用变压器低压侧调压开关进行调速控制，通过改变牵引变压器次边低压绕组抽头的接法来调节牵引电动机的端电压，从而实现机车的速度调节。和高压侧调压方法相比，低压侧调压无需在牵引变压器设置调压绕组，因此大大减轻了其重量。主变压器设有22个抽头，其中级位转换触头18个、绕组转换触头4个。早期第8~60台、第61~130台机车分别采用过渡电抗器、过渡硅机组进行级位转换，机车设有33级调压级，其中9级为经济运行位。而以后生产的机车采用硅转换调压的桥接中抽线路，取消了过渡机组，通过改变主变压器低压绕组抽头的不同接法来调节电压，实现33个全经济运行级，并简化了机车结构 。除此之外，还可以对牵引电动机实施三级磁场削弱，作为恒功区的辅助调速手段，磁场削弱率分别为70%、54%和45%。

韶山1型电力机车采用ZQ650-1型牵引电动机，该型电动机是四极串励带补偿绕组的直流电动机，额定电压为1600伏，小时功率为700千瓦，持续功率为630千瓦，最高转速为每分钟1835转。