T-54坦克的主要武器是1门口径为100毫米的线膛炮，该炮身长5.6米，最大射程为16公里，平均射速为4发/分。早期T-54坦克未装火炮稳定器，T-54A型坦克则装有高低向火炮稳定器。该炮可发射榴弹、尾翼稳定破甲弹和曳光高速脱壳穿甲弹等，弹药基数34发。辅助武器为2挺7.62机枪和12.7毫米高射机枪，弹药基数分别为3000发和500发。而T-55坦克取消了12.7毫米高射机枪，携带43发炮弹和3500发7.62毫米机枪T-54/T-55坦克的火控系统比较简单。车长操纵指挥塔，用潜望镜搜寻目标，当捕获到目标时，调动炮塔为炮长指示目标，然后由炮长进行精确瞄准射击。T-54/T-55坦克的夜视设备包括红外探照灯和红外观察潜望镜。

T-54/T-55坦克的铸造炮塔有比较理想的防弹外形;车体低矮、装甲板有良好的倾角，是该坦克提高生存力的主要措施。早期车型未安装三防装置，但在后期车型上进行了加装。该坦克装有热烟幕施放装置。T-54坦克动力装置为1台水冷柴油机，功率为382千瓦，T-55坦克的功率则增加到426千瓦。