Dopo la realizzazione delle locomotive 1-3-1 (rodiggio "Prairie") del gruppo 680 a doppia espansione, i tecnici delle FS pensarono ad una riedizione di tale gruppo, apportando tutte le migliorie e semplificazioni che nel frattempo si erano rese possibili nella costruzione di nuove locomotive.

Il risultato del nuovo studio fu una locomotiva versatile e semplice, leggera e maneggevole, tanto da farne una delle macchine a vapore più apprezzate dal personale delle nostre ferrovie. La costruzione iniziò nel 1912 dando luogo a diverse serie costruttive, diverse tra loro in svariati dettagli ed apparecchiature; l'equipaggiamento "classico" della 685 è il motore a 4 cilindri, vapore surriscaldato, semplice espansione.
La distribuzione è la Walschaert, ma non sono mancate poi versioni con distribuzione Caprotti, inoltre troviamo il preriscaldatore Knorr sulle S 685, ed i preriscaldatori Franco-Crosti su 5 S 685 carenate, poi 683.
Le ruote motrici sono da 1850 mm, il cui primo asse è accoppiato all'asse portante anteriore con ruote da 960 mm di diametro formanti il famoso carrello di guida "italiano" applicato a tantissimi gruppi di vaporiere FS. Il carrello portante posteriore reca ruote da 1220 mm di diametro. La massa va dai 70,8 t della prima serie alle 77,5 t delle ultime 683; la velocità  massima, inizialmente di 110 km/h, fu elevata il 5 novembre del 1932 a 120 km/h, dopo che le FS, l'anno prima, avevano deciso il restringimento dello scartamento dei binari da 1.445 mm a 1.435 mm per un miglior comportamento dinamico e miglior comfort di marcia sui treni più veloci.
Il Tender è quello standard a carrelli da 22 mc d'acqua e 7 t. di carbone, anche se alcune s685 e alcune 685 300 ebbero poi in dotazione tender da 29 mc.

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