新干线E4系电力动车组是一款东日本旅客铁道（JR东日本）所使用的新干线车辆，主要行驶于东北、上越与长野新干线，隶属于JR东日本的新干线路线上。是继新干线E1系电力动车组后第二款日本采用全双层设计的高速铁路车辆。

自E1系列车投入服务以来，服务需求持续增加，而另一方面，200系列车车龄渐高。有鉴于此，JR东日本需要设计新车款，以满足路线需求及取代200系列车。这款大载客量列车被称为E4系，采用双层设计，全数列车均被冠“Max”这个名字，为“Multi Amenity eXpress”（复层舒适特快车）的简称。两端车头形状为抑制微压波噪音使用“鸭嘴兽”设计，车身颜色使用白色加深蓝色裙脚，两色之间以一条黄线分隔。

与E1系比较，E4系与E1系均使用交流牵引电动机，但其牵引逆变器则从GTO改为IGBT。车厢数目由E1系的12节减为8节，但有需要时可两列车并结成16节车厢行走，大大增加灵活性及减低浪费。

每列8节编组的E4系可载817人，以两列联挂行走则可增至1,634人。

E4系列车于1997年12月20日起正式投入服务，运行于东北新干线。至1999年4月29日，E4系开始与行驶山形新干线的“翼号”列车连结行走。2001年5月7日开始在上越新干线营运，同年7月22日于长野新干线以临时列车方式营运。E4系以后新型单层列车（即E5/E6系）投入服务后才不再服务东北新干线。

由于其可双组连结运行的特性，其高峰运能时至今日依旧不容小觑。然而自首批编组出厂以来，车龄已达20年，因此预定从2018年开始分批废车，由E7系陆续取代，至2020年将从上越新干线全数退役。目前原P1编成的先头车，退役后已送入新潟的新津铁道资料馆作静态保存。

2019年10月12日至13日，哈吉贝台风侵袭日本，豪雨造成千曲川溃堤，停放在长野新干线车辆中心的10列120节新干线E7/W7系电力动车组淹水受损，JR东日本决定先调用上越新干线的3列E7系，并延后退役E4系来填补E7/W7系增造车补齐前的北陆新干线服务。

最后的E4系已于2021年10月17日正式退役。

JR东日本共拥有26列E4系列车（P1—22、P51—52、P81—82）。

以下编组可以驶入长野新干线的全部及一部区间：

由于E4系双层构造的巨大车体有相当的重量，而动力输出方面又比相同是8辆编组的E2系N编成低，所以被认为难以在载客的情况下爬上碓冰峠的30‰陡坡区间，因此在实际运用时会先空车回送到轻井泽站，然后再行驶MAX浅间号班次到东京站。而且P81—P82编组虽以可行驶整段长野新干线为目的而建造，但两列列车落成后JR东日本已无再运行MAX浅间号班次，所以该两编组实际上并无驶入过长野新干线。

根据2014年4月1日至同年6月30日举行的新潟目的地活动，涂装依次变更了。车身颜色以E1系的更新涂装为准，带色是被称为“朱鹭色”的粉色，标志上添加了3只朱鹭的插图。

宣布到2015年度末为止，8辆编组24辆全部完成涂装变更，2014年4月7日的“Max朱鹭491号”（长冈始发开往新潟）开始使用新涂装车。P5编组成为涂装变更的第一编组，在过渡期也看到了旧涂装车和新涂装车的并结。

到2016年秋天为止，除了变更开始前报废的编组以外全部涂装了。