Perkhidmatan KLIA Ekspres beroperasi dengan menggunakan lapan buah tren elektrik empat gerabak Desiro, sebuah model kereta api buatan dan rekaan sebuah syarikat dari [[Jerman]]. Tren-trenPerkhidmatan KLIA Ekspres dan [[KLIA Transit]] beroperasi di atas landasan dan menggunakan sistem yang sama. Selain itu, tren kedua-dua perkhidmatan rel tersebut berkongsi ciri-ciri rekaan fizikal dan luaran yang sama. Misalnya, bahagian hadapan tren diubahsuai bagi kelihatan lebih aerodinamik dan menarik,. Ia satu perbezaan yang minima jika dibandingkan dengan model rekaan asas tren tersebut. Selain itu, kedua-dua perkhidmatan rel tersebut beroperasi menggunakan sistem dan landasan yang sama.
DariKesemua segi hiasan dan rekaan dalam pula, tren-tren KLIA Ekspres dilengkapi dengan kemudahan tandas, ruang khusus bagasi daftar masuk dan ruang simpanan bagasi dalam gerabak. Oleh yang demikian, setiapSetiap unit tren KLIA Ekspres hanya mampu membawa sehingga 156 orang penumpang pada satu-satu masa. Ia dapat digandakan sehingga lebih 300 orang penumpang dengan keupayaan tingkat naik lapan gerabak bagi setiap unit tren berdasarkan kepada pelan perancangan masa hadapan KLIA Ekspres. Akhir sekali, pintu keluar masuk tren KLIA Ekspres dibuka secara otomatik berbeza dengan operasi pintu [[KLIA Transit]] yang dibuka secara manual.
