Avstrijske državne železnice, ki so upravljale Parenzano, so se odločile za lokomotive serije U, poznan in preverjen tip tender lokomotiv s tremi vezanimi osmi in zadnjo nosilno osjo, ki so že tri leta uspešno vozile nad drugih ozkotirnih progah v Avstro-Ogrski monarhiji.
Štiri popolnoma nove lokomotive serije U (U 20, 21, 22 in 23), ki so bile narejene v poznani tovarni Krauss v Linzu, so prispele v Trst konec leta 1901 in v začetku leta 1902. To so bili stroji na nasičeno paro, z enostavno ekspanzijo, značilne avstrijske oblike, z visokim štirioglatim rezervoarjem za vodo in lovilcem isker, ki jih je italijanska uprava odstranila po Prvi svetovni vojni. Prve štiri lokomotive serije U so po Parenzani same vozile do leta 1908, ko so zaradi večjega števila vlakov in ker so potrebovali rezervne lokomotive, kupili še štiri stroje istega tipa (U 37, 38, 39 in 40), narejene v tovarni Sigl iz Wiener Neustadta.
Konec leta 1903 so za Parenzano kupili še parni vagon s šestnajstimi sedeži prvega in drugega razreda. Vozil je do junija 1904 na odseku Buje-Trst, potem pa so ga poslali na drugo progo v Avstriji z obrazložitvijo, da ni bil primeren za dolge vzpone in spuste na Parenzani.
Povečan promet naslednji dve leti, predvsem na odseku Buje-Trst, je zahteval težje kompozicije, ki jih lokomotive serije U niso mogle vleči niti s pomočjo doprežne lokomotive. Zato je bil izdelan načrt namenske tender lokomotive izključno za potrebe Parenzane. Imenovali so jo lokomotiva serije P (Poreč), ki je imela štiri vezane osi in tender, delovala je na pregreto paro z enostavno ekspanzijo, imela je 300 konjskih moči in težka je bila 36,1 tone. V primerjavi z lokomotivami serije U, je imela serija P manjše izbočene rezervoarje za vodo, shrambo za premog v zadnjem delu kabine, vitkejšo in modernejšo linijo zahvaljujoč manjši dolžini in boljšim razmerjem, krajši dimnik ter manjši in drugačen lovilec isker. Tudi ta tip lokomotive so leta 1918 s prihodom italijanske uprave ukinili.
Leta 1911 je Parenzana dobila tri nove stroje, označene s kraticami P1, P2 in P3, ki so bili ravno tako izdelani v tovarni Krauss v Linzu in so zamenjali tri lokomotive serije U (37, 38 in 40), ki so jih premestili na druge avstrijske proge. V vihri Prve svetovne vojne sta bili izgubljeni lokomotivi U 21 in22. Parenzani je ostalo drugih šest lokomotiv serije U (4, 7, 8, 31, 33 in 42), ki so jih uporabljali za vleko vojaških vlakov, ki so oskrbovali topniške baterije in garnizone na obalah severne Istre. V tistem obdobju je Parenzana imela dvanajst lokomotiv, devet iz serije U in tri iz serije P.
Nekaj let kasneje je močan promet, za katerega so predvidevali, da se bo še povečal, spodbudil Italijanske državne železnice, da so izkoristile material iz tovarne Krauss v Linzu na račun odplačila vojnega dolga. Zato so tovarni Officine Meccaniche Italiane (kasneje Reggiane) iz Reggio Emilie naročili izdelavo šestih novih lokomotiv serije P, z oznakami od P4 do P9, ki so na progi Trst-Poreč pričele obratovati konec leta 1922 in na začetku leta 1923.
Po popisu s konca leta 1910 je vozni park Parenzane obsegal šest vagonov za prtljago, dva poštna vagona, 28 potniških vagonov (10 vagonov drugega in tretjega razreda in 18 samo tretjega razreda), 38 zaprtih in 58 odprtih vagonov raznih vrst, pet 8-10 kubičnih vagonov-cistern in vagon za pomoč in opremo.
Vagoni za prtljago so imeli balkonček, oddelek za vlakovodjo in drugi oddelek za prtljago, poštni vagoni pa niso imeli balkona. Potniški vagoni so imeli balkone, osem oken na obeh straneh in vzdolžni prehod po sredini. Vagoni tretjega razreda so imeli 32 sedežev in 16 klopi, ki so bile razdeljene po kupejih za 16 potnikov; pregrada med kupeji je služila tudi za ojačanje konstrukcije vagona.
Mešani vagoni drugega in tretjega razreda so imeli dva kupeja drugega razreda s po šest sedežev in kupe tretjega razreda s petnajstimi sedeži, torej skupno 27 sedežev. Oddelek tretjega razreda je bil s sredinsko pregrado ločen od kupejev drugega razreda, ki sta bila tudi med seboj ločena. Vse pregrade so imele vrata. Sedeži v tretjem razredu so bili leseni, v drugem razredu pa so bili tapecirani z žametom. V vagonih ni bilo stranišč za potnike, ki pa so lahko uporabljali stranišča na postajah, ki so bile postavljene na majhnih razdaljah. Vagone so osvetljevale acetilenske svetilke, katerih prezračevalne cevi so štrlele iz streh. Električna razsvetljava je bila uvedena šele po Prvi svetovni vojni.
Zaprti vagoni z ali brez balkona na eni strani so bili enake konstrukcije kot odprti z visokimi ali nizkimi robovi oziroma kot tovorni vagoni izredne dolžine in vagoni-cisterne. Vagoni brez balkona niso imeli zavore, čeprav so imeli zavorni kanal. Zavoro so imeli le vagoni z balkonom, od katerih so nekateri imeli tudi kabino za zavirača. Ročica za ročno zaviranje je bila nameščena na balkonski ograji.
Vsi vagoni so bili izdelani v tovarni strojev in vagonov v Grazu in zato so imeli ustaljene oznake in mere: zunanja dolžina prtljažnih in poštnih vagonov je bila 8,12 metra, potniški vagoni so bili dolgi 8 metrov, tovorni vagoni pa od 6,78 do 7,56 metra. Največja širina vagona je bila 2,40 metra. Nekateri vagoni z nizkimi robovi in tovornim podom so bili opremljeni s krožnim pragom z zaprekami in verigami za prevoz dolgih tovorov. Vsi vagoni so imeli sredinski odbojnik, na koncu katerega so bili močni priključki z vijačno spenjačo.
Proga Trst-Poreč je imela enojni tir, ki so ga sestavljale jeklene tračnice tipa XXX Avstrijskih državnih železnic, težke 17,90 kilogramov na dolžinski meter, visoke 90 milimetrov, s podnožjem širine 75 milimetrov, debelina noge tračnice je bila 10 milimetrov, glava tračnice pa je bila široka 42 milimetrov. Tračnice so bile pričvrščene z jeklenimi vezmi in tremi kljukastimi žeblji na lesene pragove, dolge 1,60 metra in s presekom 14x20 centimetrov, ki so bili postavljeni na dva metra širok in 25 centimetrov debel sloj gramoza. Podzidava je ležala na tri metre širokem planumu, z roba katerega so potekali odvodni jarki ali škarpe, po potrebi pa je bila učvrščena tudi s skladi kamenja.
Tračnice, ki so bile dolge devet metrov, so ležale na trinajstih pragovih. Na štiritirnem odseku, ki ga je Parenzana delila z normalnim tirom proge za Sveto Soboto (San Sabba) in na nekaj odsekih v sklopu kolodvora Sv. Andreja (starega in novega) v Trstu, pa je postavljena oprema tipa XI Avstrijskih državnih železnic, s tračnicami težkimi 31,72 kilogramov po dolžinskem metru.
Tračnice tipa XXX so bile primerne za vožnjo vlakov, ki so jih vlekle lokomotive, katerih osna teža ni presegala 7,5 ton in ki so vozile največ 25 kilometrov na uro, z dodatno omejitvijo na ostrih krivinah. Največja dovoljena hitrost na ravnih odsekih je bila 30 kilometrov na uro.
Na krivinah s premerom do 100 metrov so bili pragovi hrastovi, na krivinah nad 100 metrov pa najpogosteje iz macesna in le izjemoma iz borovine. Da bi zagotovili večjo trdnost, so na mostovih znotraj voznih tračnic položili dodatni dve tračnici širine 32 centimetrov po celotni dolžini mostu in na obeh straneh v dolžini ene tračnice (9 metrov), na koncih pa so bile z vijaki in maticami pričvrščene na velik hrastovo klado. Tudi kretnice so bile tipa XXX, razen na začetni postaji v Trstu.
Objekti na postajah so bili zgrajeni v skladu z normami avstrijskih železnic, ki so veljale v vseh deželah Avstro-Ogrske monarhije. V Avstriji in državah, ki so nastale po razpadu monarhije, še danes srečamo objekte, kakršni so bili postavljeni vzdolž Parenzane, čeprav obstajajo nekatere razlike v uporabljenih gradbenih materialih, saj je v alpskih deželah prevladoval les, v dolinah pa so uporabljali opeko.
Parenzana je imela 604 krivine, od katerih najkrajša meri 60 metrov v polmeru in 10,5 metrov v dolžino, nahaja pa se na 3,237 km na koncu odseka trase z normalnim tirom. Na 78. kilometru, pri viaduktu Oprtalj, je druga krivina s polmerom 70 metrov in dolžine 234,6 metrov. V povprečju vse druge krivine merijo 80 in več metrov v polmeru, najpogosteje okoli 150 metrov na odseku Trst-Buje in točno 80 metrov na odseku Buje-Poreč.
Vzdolž trase je izkopanih devet tunelov v skupni dolžini 1.530 metrov. Najbolj veličasten je tunel skozi hrib Lucan, dolg 544 metrov, ki se nahaja med postajama v Strunjanu in Portorožu, skozi katerega se pride naravnost do sečoveljske ravnice in se izogne vožnji okoli visokega rta, ki sega globoko v morje, vse do Pirana. Po velikosti mu sledijo tuneli v Motovunu, Šaletu, pod vrhom Kalcini, tunel Freski ter tuneli v Kostanjici, Sv. Vidu in dva majhna tunela v Završju. Vsi tuneli so bili obzidani. Portali tunelov so bili obloženi s kamnitimi bloki, nad katerimi je zgornji sloj zidu, bočna zidova na preduseku pa sta podpirala škarpo.
Mostov na Parenzani ni veliko in tudi njihove dimenzije so skromne, kar je v severozahodnem delu Istre pač malo vodotokov. Zgrajenih je bilo 16 mostov s povprečno dolžino nad 5 metrov, oziroma skupno 192 metrov, in šest viaduktov, ki so vsi na odseku Buje-Poreč. Štirje viadukti stojijo med Završjem in Oprtljem, ostala dva pa med postajama v Karojbi in Vižinadi. Vsi viadukti so zgrajeni iz kamna, s polkrožnimi loki na močnih stebrih. Postavljeni so na krivinah, oboki pa segajo tudi več kot 15 metrov visoko.
Poleg mostov in viaduktov je bilo zgrajenih tudi več nasipov s sredinskimi otoki ali obokanimi prehodi. Na progi od Trsta do Poreča je bilo 538 nezavarovanih cestnih prehodov.
Na 16 postajah in postajališčih (brez postaje Trst-Sv. Andrej) je bilo zgrajenih šest potniških čakalnic (dve prvega in štiri drugega reda), ena dvojna postaja, štiri postaje z nadstreškom na peronu, ena enostavna postaja, štirje samostoječi nadstreški na peronu, pet blagovnih skladišč, šest platform za natovarjanje poleg skladišč, ena shramba za vzdrževanje, ena remiza za lokomotive z delavnico, ena vodna postaja za oskrbo lokomotiv, dve cisterni s skupno prostornino 12 kubičnih metrov, dve shrambi za premog, ena mostna tehtnica, enajst rezervoarjev za pitno vodo na postajah, dva drogova s svetilko z imenom postaje na obeh straneh in objekti na kolodvoru Trst-Sv. Andrej.
Stavbe na postajah in nekaj postajališčih Parenzane so bile zgrajene iz obdelanih lapornatih ali apnenčastih blokov, ki so bili položeni v enakomernih vrstah, samo motovunski objekti so bili iz apnenca neznanega porekla. Vsi objekti predstavljajo posrečen spoj funkcionalnosti in estetike. Potniške in sprejemne zgradbe so bile osrednja poslopja, katerih izvedba je bila v skladu s pomembnostjo postaje in količino prometa – zgrajene so bile kot postaje prvega ali drugega reda in kot hišice ali nadstreški na postajališčih. Najnižjega reda so bile postaje s svetilko, postavljeno ob oznaki postajališča.
Zahvaljujoč lepi postavitvi skupine hiš in streh so zgradbe, olepšane s plezalkami in obkrožene z majhnimi vrtovi, dajale vtis majhnih vil. Postajne zgradbe so obsegale stanovanje šefa železniške postaje in morda tudi drugih uslužbencev, urad z blagajno za prodajo vozovnic, preddverje, eno ali dve čakalnici, nadstrešek, pod katerim so potniki čakali vlak, zaščiteni pred soncem ali slabim vremenom. V čakalnici, pod nadstreškom in na odprtem, bliže tiru, so bile postavljene udobne klopi, v majhni dodatni zgradbi pa so bili toaletni prostori za potnike in postajno osebje, likalnica, shramba in prostori za domače živali. Poleg te zgradbe je bila jama za odpadke, ki so jo praznili kmetje iz sosedstva.
Na najpomembnejših postajah so imela vsa postajna poslopja enaka pročelja, obrnjena proti peronom in zunanjemu trgu, različna pa je bila velikost notranjih prostorov, ki so na postajah prvega reda merili 10,5 metrov v globino, na postajah drugega reda pa 7 metrov. V skladu s tem sta se razlikovala tudi število in velikost drugih prostorov. Postajna poslopja prvega reda so obsegale dve stanovanji za uslužbence železnice, od katerih je belo eno stanovanje vedno namenjeno šefu postaje. Potniki so imeli na razpolago preddverje, dve čakalnici, nadstrešek in toaletne prostore. V poslopjih drugega reda je bilo samo stanovanje šefa postaje, preddverje, opremljeno s klopmi ob obeh stenah, pa je služilo kot čakalnica.
Vse postaje, z izjemo tistih z nadstreškom za potnike in drogom s svetilko, so imele pomožne objekte za shranjevanje opreme za vlake ter orodje in material za vzdrževanje proge. Med njimi je bilo najpomembnejše blagovno skladišče s pristopno rampo ter z ali brez nakladalno-razkladalne rampe. Mostna tehtnica je razen na postaji v Trstu obstajala še v Bujah in Poreču. Na postaji v Sečovljah je bila cestna mostna tehtnica, postavljena ob levem robu ceste, po kateri se je prišlo do postaje. Tu so tehtali premog iz bližnjega premogovnika. Za obratovanje vlakov ter gretje potniških zgradb in drugih objektov so na postajah v Kopru, Sečovljah, Bujah, Livadah in Poreču obstajale posebna skladišča za premog.
Zaradi mnogih vzponov na Parenzani so vlaki potrebovali veliko količino vode za proizvodnjo pare. Zato so ob progi postavili osem vodnih postaj za oskrbo lokomotiv: pet glavnih in tri pomožne. Na glavnih oskrbnih postajah je bila ob vodnih stolpih, znotraj tira izkopana dolga jama, tako imenovana kurjačeva jama, s stopnicami na obeh straneh, po katerih se je spustil kurjač, medtem ko se je lokomotiva oskrbovala z vodo, da bi preveril spodnji del stroja ter ga očistil in naoljil, če je bilo potrebno. Take jame so obstajale tudi v remizah na postajah v Trstu in Bujah ter v železniških delavnicah v Trstu, Kopru, Bujah, Livadah in Poreču.