EF56型电力机车是干线客运用的大型直流电力机车，适用于供电制式为1500伏直流电的电气化铁路。机车采用非承载式结构的全金属箱形车体，车体长度比EF53型电力机车延长了500毫米。早期的1~7号机车车体外观多处采用了圆弧过渡，后期的8~12号机车则采用了棱角分明的车体外观以节省生产工序。机车两端为露天的通过台区域，车体两端各设有一个司机室，车体中部为电气室。司机室前方中央设有一扇端门，在司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台。电气室内有贯通的双侧内走廊连接两端司机室。车顶安装有两台双臂式受电弓，其安装位置为迁就蒸汽锅炉而相对靠近车体中心。取暖蒸汽锅炉采用立型烟管式设计，所用燃料为重油。

EF56型电力机车采用客运电力机车标准的2Co-Co2轴式，机车走行部为两台带有导轮轮对的转向架，每台转向架包括两对导轮和三对动轮。车钩和通过台直接安装在转向架构架的端梁上。两台转向架之间设有弹性联接装置，以提高机车的小半径曲线通过性能，并用于传递牵引力;联接装置为安装在端梁的大型球形接头，取代了以往使用的中间缓冲器和牵引拉杆结构。悬挂装置由钢板弹簧、螺旋弹簧和均衡梁组成。牵引电动机采用抱轴式悬挂，输出的扭矩通过一级减速齿轮传递给轮对，牵引齿轮传动比为27:71(1:2.63)。

EF56型电力机车是直-直流电传动的直流电力机车，机车主电路结构与EF53型电力机车大致相同，通过调节起动电阻、牵引电动机的三段式串-并联转换和磁场削弱来达到调速的目的。机车起动和加速时，六台牵引电动机全部以串联连接，并逐步减少起动电阻的阻值;然后将每三台并联连接的牵引电动机为一组，两组牵引电动机以串联连接;最后六台牵引电动机全部并联连接，直至达到最高速度。为扩大机车的调速范围，在三种连接方式均可以对牵引电动机使用一级磁场削弱。机车采用MT17A型直流串励牵引电动机，额定功率为225千瓦，额定电压为675伏特。