Esta serie fue encargada por Renfe para ahorrar el tiempo que se perdía al pasar las ramas Talgo por el cambiador de ancho, al tener que cambiar de locomotora y demás. Este tren suponía una ventaja porque el tren solo reduce su velocidad al pasar por el cambiador, pero no llega a pararse.
Fueron construidas por CAF y ALSTOM.
Puede circular a velocidad máxima de 220 km/h en vías de alta velocidad y a 220 en líneas convencionales.
La serie 121 de Renfe es una subserie de la 120, con la diferencia de que los 120 están dedicados a recorridos de larga distancia y los 121 a media distancia.
Respecto a sus características técnicas, este modelo cuenta con varios bogies de ancho variable 1442/1668 mm, cuenta con 8 motores trifásicos asíncronos.
Actualmente, estos trenes se dedican en exclusiva a los servicios Alvia, servicios de Larga Distancia/Alta Velocidad operados por este modelo, el 130 y el 730 (líneas con tramos no electrificados, como las relaciones Alvia Madrid-Galicia), que circulan por líneas de alta velocidad y por líneas de ancho ibérico, ahorrando así tiempo de viaje. También suplieron algunos servicios Alaris en la relación Madrid-Valencia debido a la escasez de la serie 490.
Actualmente esta serie solo realiza estos servicios, en algunos sustituyendo a la serie 130:
-Madrid-Santander, sustituto de la serie 130.
-Madrid-Bilbao/Irún , con separación de ramas en Miranda de Ebro.
-Madrid-Vitoria.
-Madrid-Huelva, sustituyo de la serie 130.
-Barcelona-Bilbao/Hendaya.
-Madrid-Ponferrada.
Alvia 120 en Valladolid
Serie 120
