日本国有鉄道が1964年(昭和39年)より製造を開始した、中程度勾配線区向けの直流電気機関車。
1000番台が中央西線・中央東線・篠ノ井線、伯備線・上越線・高崎線・信越本線を中心に活躍している。
貨物列車での地味な運用がほとんどだが、荷物を満載したコンテナ車やタンク車を重連で牽引して山越えに挑むその姿に魅了される鉄道ファンは多い。
勾配線区向けに発電ブレーキを搭載する点が国鉄EF65形電気機関車とは違い、国鉄EF62形電気機関車、国鉄EF63形電気機関車と同様、電機子転換方式を採用している。又、力行時、発電ブレーキ時に主抵抗器が発熱するため、主抵抗器送風機(メンブロ)を回転させないとノッチ進段できない仕組みになっている。EF64が走行する時、特有の音を発生すると言われているのは、主電動機ではなく、この主抵抗器送風機が回転する音である。
老朽化や新型のJR貨物EH200形電気機関車の登場などにより、2003年(平成15年)より廃車が出ている。2015年3月1日現在、JR貨物の0番台はすでに全車除籍済みである。1000番台にも更新工事未施工車を中心に廃車・解体されたものがある。
全長:17100mm
全幅:2800mm
全高:3959mm
設計最高運転速度:115km/h