E3系是一款由東日本旅客鐵道（JR東日本）所使用的新幹線直行特急（迷你新幹線）用新幹線車輛，主要行駛於東北與山形新幹線等隸屬於JR東日本的新幹線路線上。
1997年（平成9年）3月22日開通的秋田新幹線，正式使用基本番台的E3系電車。到了1999年（平成11年），山形新幹線伸延至新莊，E3系1000番台亦于山形新幹線開始運行；而在2008年至2009年的時候則製造了E3系2000番台，以代替先前行駛的400系電車編組，所以E3系電車總共有三種編組。目前E3系的全部列車都裝設了數碼自動列車控制裝置（DS-ATC）。另外，在E2系、E3系登場之前有一組六輛編組的高速實驗車輛新幹線952型電聯車，和新幹線500系900番台實驗車（暱稱WIN350）一起擺放在位於米原的鐵道綜合技術研究所風洞測試中心。