6Y2型电力机车为干线客货运通用的单相工频交流电力机车，适用于25千伏50赫兹单相交流电气化铁路，机车轴式为Co-Co，持续功率为4,620千瓦，最高运行速度为100公里/小时。6Y2型电力机车采用整体承载结构的全钢焊接箱型车体，车体内部从前至后分别为第一司机室、第一机械室、变压器室、第二机械室、第二司机室。司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台，右侧设有副司机座席及手制动手柄，司机室两侧设有供乘务员乘降的侧门，司机室内设有供冬季使用的电暖装置，两端司机室之间通过右侧直通走廊连接。车内各室均有独立的可拆式顶盖，以便吊装和维修车内各项装置。车体侧墙上装有通风百叶窗和空气过滤器。车顶安装有两台双臂式受电弓。车体下部中央吊挂着总风缸。
6Y2型电力机车是交-直流电传动的整流器式电力机车，机车主电路由空气断路器、主变压器、引燃管(水银整流器)、调压开关、牵引电动机、平波电抗器、电路保护装置等部分组成。机车从架空接触网获取高压交流电后，经过主变压器高压侧调压方式控制输出电压，然后通过引燃管整流器转换成脉流电(即方向不变而只有电压变化的直流电)，再由平波电抗器滤波后集中供电给直流牵引电动机。
机车装用一台MIFA 6000/25型壳式单相主变压器，与法国为苏联提供的F型电力机车之变压器为同一型号，它由自耦变压器及牵引变压器两部分组成，两者共用同一变压器磁轭，额定容量为6000千伏安。自耦变压器的原边输入额定电压为25千伏，原边设有圆盘式高压调压开关，通过调压开关改变自耦变压器33个抽头的接法，组成共32个调压级以改变牵引变压器的输入电压。牵引变压器次边有三个绕组，包括一个接成中抽式电路的牵引绕组，额定输出电压为为2×1070伏特;一个向辅助电路供电的辅助绕组，输出电压为627伏特，额定容量为260千伏安;一个用于列车电热取暖的供电绕组，输出电压为3185伏特，额定容量为635千伏安 。主变压器总重11850公斤，冷却方式为强迫油循环风冷。
机车采用引燃管组成的中抽全波整流电路，每台机车具有12个10英寸直径的SFT-7型水冷式引燃管，法国国铁BB 16000型电力机车和苏联铁路F型电力机车亦使用该型引燃管;整流装置额定输出电压为750伏特，额定容量为5400千瓦。每台转向架安装三台TAO-649B2型牵引电动机 ，该型电动机为无补偿绕组的六极串励直流电动机，定子和电枢均采用H级绝缘，额定电压为750伏特，额定功率为790千瓦(小时制)/755千瓦(持续制)，额定电流为1135安培(小时制)/1080安培(持续制)，最大转速为每分钟1980转，冷却方式采用强迫通风冷却 。为了扩大机车的恒功率调速范围，还可以对牵引电动机实施三级磁场削弱，削弱率范围为23.5%~48%。
6Y2型电力机车采用三相交流传动的辅助电路系统，辅助机械设备主要采用三相鼠笼式异步电动机驱动，包括牵引电动机通风机、电动空气压缩机、电气装置冷却风机、主变压器冷却油泵等，输入电压为380伏特50赫兹。辅助电路电源由主变压器次边辅助绕组提供的单相工频交流电，经一台异步劈相机转换成三相交流电，额定容量为220千伏安。
机车走行部为两台三轴均衡梁组合式转向架，转向架中心间距为12,686毫米，固定轴距为2×2,335毫米。构架采用由压形钢板焊接成的箱型结构，轴箱采用滚动轴承和双扭动式拉杆定位。一系悬挂装置由均衡梁、螺旋弹簧、钢板弹簧、轴箱拉杆组成，二系悬挂装置由中央支承和弹簧旁承组成，车体和转向架之间采用四个带复原弹簧的中心支承、十二个承受负载的弹性旁承连接，牵引力和制动力通过中心销传递。牵引电动机采用抱轴式半悬挂、单边弹性直齿轮传动，其中传动大齿轮为弹性齿轮，内装有螺旋弹簧组作为弹性元件，齿轮传动比为71:16(4.44)。基础制动装置采用双侧双闸瓦制动，并带有闸瓦间隙自动调整器。
