10式坦克的主要武器是株式会社日本制钢所研制的120毫米滑膛炮(该公司还利用德国技术为90式坦克生产120毫米L44滑膛炮)，也能安装120毫米55倍径L55滑膛炮，能够确保与北约所有120毫米标准弹药的兼容性。坦克尾仓有完善型自动装弹器，弹药基数为28枚炮弹，其中14枚在自动装弹器内。90式坦克弹药基数为40枚，其中18枚在自动装弹器内。其余武器由7.62毫米机枪和12.7毫米高射机枪组成，后者可以遥控。
从外形上看，10式主战坦克与西方现代化坦克相似，比如德国“豹2A6”或美国M1A2“艾布拉姆斯”。但是在重量上，它接近于俄罗斯主战坦克。10式坦克机动性能相当强，最大公路速度可达70公里/小时。与其前身一样，配备液压气动悬挂系统，能够改变坦克离地高度，可使坦克向左或向右倾斜。负重轮数量减少到5对，而且间距相对稀疏。整体上与其前身74式坦克非常相似。