列車走行時における軌道の動的狂いを測定するための試験車として開発された。

従来はワイヤと滑車を用いた機械式の測定装置を持つ木製車体のオヤ19950（のちオヤ19820に改番）が使われていたが、測定精度を維持するのに90km/hでの走行が限界であることから電気式測定装置を持ち、120km/h運転でも測定できる試験車の開発が進められ、1959（昭和34）年に東急車輛製造でマヤ34 1が製造された。

高速走行を行いながら軌道の高低、平面狂い、軌間、通り、水準などの軌道狂いのほか、車両の速度、加速度、横圧なども測定することができる。5m間隔で3つの台車を履き、中央の台車の測定値から軌間狂いを求めている。台車はTR56。

車体は10系客車を基本とした屋根の深いものであるが、通り、高低の測定の基準に車体を用いるため、走行時の振動による車体中央部のたわみが±0.25 mm以下として設計されている。全長は17,500mm、車体幅は2,605mmで、前位妻面には上部に2個前照灯を設置し、貫通扉窓を含めた3枚の窓を縦長としている。また、側面には丸窓が片側1ヵ所ずつ配置されている。車内は測定室、成績整理室、寝室、流し、便所、車掌室を設置、測定室には記録台、ジャイロ装置、作業台などが配置されている。

塗色は当初ぶどう色2号に黄1号の帯であったが、後に青15号に黄1号の帯に改められ、以降の増備車は当初から青15号ベースである。 冷房装置は当初非搭載であったが、1962（昭和37）年度に大宮工場で後位側にディーゼル発電機（3PK-9A）および燃料タンク、ユニット型冷房装置RB15Bを搭載した。

尾久に配置されたが、1967（昭和42）年に北海道向けに耐寒耐雪改造および電気暖房取付工事を行い、マヤ34 2501となって札幌に配置された。

1965〜69（昭和40〜44）年にマヤ34 2002〜2007が増備され、2002〜2004が尾久、2005〜2007が向日町に配置された。

マヤ34 1との違いとしては車体構造を120km/h運転時にも十分な検測制度が保てるように剛性を高くし、車体幅は2,655mmに拡大した。屋根上に冷房装置（AU12×3基）を搭載するため、屋根を低くしている。なお、冷房装置は測定機器の保護用であり、成績整理室には設置されていなかった。前照灯は廃止され、妻面の縦長の窓も縮小、側面も丸窓も廃止するなど窓は一味変更された。暖房は電気暖房を採用している。台車は新形式のTR202Aを採用し、両端台車は空気ばねを使用、測定用の中央台車はコイルばねとしてブレーキ装置は設けていない。電車にも連結可能な構造として双頭連結器を採用したことから全長は18,040mmとなり、引通し線、電磁直通ブレーキを装備している。また、電源装置として、ディーゼル機関4PK-9A（35PS/1800rpm）と発電機PAG8A（440V　20kVA）を搭載して測定装置および照明や冷房装置等すべての電源をまかなえるようにしている。測定項目の一部変更や測定機構の耐久性を高くするなどの改良が図られた。

1978（昭和53）年にマヤ34 2008・2009が増備された。車体の主な変更点は出入台と測定室間に仕切りを設置、側面への機器搬入扉の設置、窓配置変更と妻面窓の小型化、寝室の廃止、冷房装置をAU13ANの4基設置に変更など。台車は基礎ブレーキ装置と空気ばねを変更したTR202Aとなった。連結器は双頭連結器でジャンパ連結器は地下乗入用電車（103系1000番代、113系1000番代）と連結できるように追加されて物置に収納している。電源装置は4VK-88機関（90PS/3000rpm）とDM91発電機（400V・70kVA）となり、ラジエータを屋根上に設置している。車両火災時の被害拡大を防止するため、電源室には煙感知器、熱感知器がそれぞれ設置された。

1981（昭和56）年には最終番号となるマヤ34 2010が増備された。冷房装置がAU13形5基に変更され、ようやく成績整理室にも冷房が付いた。

2501は国鉄分割・民営化前の1986（昭和61）年度末に廃車となった。国鉄分割・民営化に際しては、2002〜2004がJR東日本、2005・2007がJR西日本、2006がJR四国、2008がJR北海道、2009がJR九州、2010がJR東海に承継された。

JR東日本所属車のうち、2002は1992（平成4）年に大宮工場で更新工事を実施して、検測装置を光学式と磁気式の2種類の非接触式に一新し、塗色もクールグレーにシアンブルーの組合せにオレンジ色帯のものに改められた。

JR各社に承継された本形式であるが、次世代の検測車の登場により廃車が進み、JR九州の2009が最後まで残った。