Su peculiar y moderno diseño en aluminio ondulado y rojo definía este modelo frente a otros de la compañía. Talgo era el nombre al que daban lugar las siglas del proyecto: Tren Articulado Ligero Goicoechea y Oriol. Su destacada competitividad, hasta hoy día, frente a otros sistemas mecánicos del resto de trenes es un sistema de rodadura diseñado por el ingeniero Alejandro Goicoechea en 1941, que consistía en una estructura de triángulos que montaban. Sus aportaciones reducían considerablemente el peso de los trenes y generaban un rodaje más suave y seguro sobre las vías, que permitía una mayor velocidad. Las ruedas eran guiadas sobre la vía en lugar de ser éstas conducidas mediante su pestaña por el carril de las vías. “La eliminación del riesgo de descarrilamiento permitió reducir el peso del vehículo eliminando pesos muertos y utilizando materiales más ligeros en la construcción”, con lo que al mismo tiempo reducía la energía que consumía.
El Talgo III RD (1968) fue el primer tren que incorporaba un sistema automático de cambio del ancho de ejes que permitía entonces un servicio directo Madrid-París o Barcelona-Ginebra y superaba los 200 km./h. Por sus grandes prestaciones estaba incluido en el selecto grupo de trenes Trans Europ Express. El Talgo 350 bate el record de velocidad en España, a 356 km./h en 2004.
En la información publicada en el catálogo oficial de los Premios Nacionales de Diseño que obtuvo en 2003, se indican sus valores de una valiosa identidad de empresa, desde sus inicios: anticipación, seguridad, sencillez, economía y fiabilidad. Se fabricaron también los llamados Gran Clase, que fueron trenes de coches cama, con cabinas dotadas de inodoro, lavabo y ducha. A finales de los setenta, el desarrollo tecnológico de Talgo resolvió aumentar las velocidades por vías sinuosas, que permitió al ferrocarril seguir siendo competitivo en España, a pesar de no tener que reconstruir los trazados de vías existentes.