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外観はよく似ていますが、最大の違いは乗り入れ先の違いによる車体の大きさ(幅)の違いだそうです。
JR直通の12000系は従来型と同等サイズ、
東急直通の20000系は地下鉄にも乗り入れられるやや狭サイズ、
と言うことです。

他にもそれぞれの乗り入れ先によって保安システムや操作系も異なっているそうですが、一目瞭然とは行かないまでも、幅の違いが一番わかり易いのではないでしょうか。