Face au vieillissement du parc des Z 600, l'Établissement Mont-Blanc de la SNCF décida dans les années 1990 de se procurer du nouveau matériel roulant. Une commande commune fut passée en commun avec la compagnie du Martigny-Châtelard, concernant la construction de cinq rames. Ces rames sont capables de circuler aussi bien en France qu'en Suisse, c'est pourquoi elle sont équipées des systèmes de communication et de sécurité des deux réseaux. En outre, elles sont munies de pantographes pour la prise de courant sur certaines sections de la ligne du MC, ainsi que d'engrenages pour crémaillère, qui permet le franchissement de certaines zones à forte déclivité de ce même réseau.
Les rames Z 800 sont composées de deux unités automotrices identiques, disposées bout à bout et reliées à demeure par un anneau d'intercirculation. Leur réalisation a été confiée aux sociétés Vevey Technologies, AD Tranz et SLM à Winterthur.
Sur les cinq rames rames commandées, deux furent financées par la SNCF, deux par la compagnie du MC, et une par la Région Rhône-Alpes.
Dès leur sortie d'usine, mais après une intense campagne d'essais, les nouvelles rames Z 800 ont été affectées au service régulier de la ligne. Leur motorisation puissante a permis de relever la vitesse de certaines sections.
Chaque demi-rame est montée sur deux bogies à deux essieux, un bogie moteur à l'extrémité et un bogie porteur du côté de l'anneau d'intercirculation. Chaque essieu du bogie moteur est équipé d'un moteur triphasé asynchrone de 250 kW. Au total, une rame Z 800 embarque donc une puissance de 1000 kW.
En conséquence, les performances de ce matériel sont impressionnantes : les rames Z 800 peuvent atteindre 70 km/h sur de nombreuses sections en adhérence simple, et 30 km/h sur les sections à crémaillère.
Le freinage en simple adhérence reprend les principes déjà éprouvés sur les Z 600 :
Sur les sections à crémaillère, des freins supplémentaires agissent sur des roues dentées, aussi bien dans les bogies moteurs que porteurs.
Les Z 800 sont couplables en unité multiple par l'intermédiaire d'attelages Scharfenberg, comme les Z 600. Bien que compatibles avec ceux des Z 600, ces nouveaux attelages intègrent en plus les liaisons électriques, ce qui élimine tous les câblots et simplifie les opérations.
Les véhicules Z 800 sont munis de larges baies vitrées, ce qui permet de profiter du paysage pendant le voyage. En outre, les couleurs vives de ses sièges et les portes vitrées intérieures contribuent à donner à ce train une allure résolument moderne et chatoyante.
Le poste de conduite des rames Z 800, que l'on peut voir ci-contre, photographié alors que le train se dirige des Praz vers les Tines, dispose d'un équipement très complet. La plupart des instruments sont présents en double, afin de subvenir aux besoins de la circulation en France et en Suisse. De plus, les dispositifs spécifiques à l'exploitation du système ECLAIR sont présents.
Devant ses yeux, l'agent de conduite trouve un cadran indicateur de vitesse, qui est complété par un affichage numérique de cette grandeur. Au niveau de sa main droite, il dispose d'un manipulateur à cran qui lui permet de contrôler la marche du train. Sur la gauche, on distingue les appareils radio sol/train, munis de leur microphone. On remarque aussi le bouton rouge d'arrêt d'urgence.