Ces rames sont composées d'une motrice Z 23500 et d'une remorque ZR 231500 ; leurs numéros d'ordre sont identiques (ex : la Z 23501 est associée à la ZR 231501...).
Appartenant à la région PACA, ces automotrices à deux niveaux, dérivées des Z 20500 utilisées en région parisienne, ont permis de moderniser le parc régional jusqu'alors composé d'autorails et de rames inox ou de voitures anciennes toutes dépourvues de climatisation. les premières rames firent leur apparition en février 1998 sur la ligne de la Côte d'Azur, avec des trains vers Toulon ou les Arcs, puis attinrent Avignon fin 1998, certains trains se scindant à Miramas, une rame continuant via Arles, l'autre via Cavaillon. Elles ont aussi fréquenté la section Tarascon - Nîmes de 2002 à 2005 en assurant des trains Avignon - Nîmes ou Miramas - Nîmes.
A partir de 2005, elles ont été dédiées à la ligne de la Côte d'Azur, et remplacées en partie par les Z 27500 Languedoc Roussillon, pour les relations vers cette région, ou par des AGC B 81500. Avec l'arrivée des Régio2N fin 2014, les Z 23500 font leur retour sur Marseille - Avignon.
La région Nord Pas de Calais a prêté au moins deux rames Z 23500 : la 23559 et la 23543.
