Над местом командира танка устанавливалась командирская башенка, в которой крепился смотровой прибор ТПКУ-2 и семь смотровых приборов ТНП. При действии ночью ТПКУ-2 заменялся прибором ночного видения ТКН-1, для подсветки которого применялся осветитель ОУ-ЗТ. Последний также размещался на командирской башенке.

Корпус танка Т-10М во многом походил на корпус танка Т-10, и собирался из броневых листов толщиной 16, 20, 50, 60, 80 и 120 мм. Лобовая часть состояла из нижнего и двух верхних наклонных бронелистов, к которым приваривались буксирные крюки, ограждения фар и звукового сигнала, скобы для крепления вертикальных щитков.

Борта состояли из сваренных между собой верхнего наклонного и нижнего гнутого листов. К последним приваривались цапфы механизма натяжения гусениц и фланцы крепления кронштейнов поддерживающих, а также кронштейны и упоры балансиров опорных катков. В задней части приварены бонки для крепления грязеочистителей ведущих колес. К нижней части верхних бортовых листов приварены ящики с дверками для укладки инструмента и запасных частей.

Корма состояла из задних боковых листов, сваренными с бортовыми, нижнего листа, сваренного с бортами и днищем, и верхнего кормового откидного листа. К последнему приварены рукоятки, кронштейны крепления стопора орудия при движении по-походному и укладки дымовых шашек. На нижнем листе имелись бонки для крепления запасных траков и буксирные крюки.

Днище корпуса штампованное, корытообразной формы. К нему и бортам приваривались кронштейны балансиров подвески. Для доступа к механизмам в днище имелись лючки и отверстия, закрытые броневыми пробками. В передней части размещался люк для аварийного выхода экипажа.

Крыша корпуса состояла из трех частей. В передней наклонной, над отделением управления, находилось отверстие для люка механика-водителя и смотровых приборов.

В средней был сделан большой круглый вырез, с кольцевой проточкой по периметру. Проточка являлась нижним погоном башни, которая устанавливалась над вырезом. Лист крыши под башней своими краями опирался на бортовые и передние листы, а также на поперечную балку, соединяющую борта корпуса и крышу.

Задняя часть крыши, над моторно-трансмиссионным отделением, состояла из двух передних боковых листов с жалюзи (над радиаторами), среднего и двух задних листов. Все они устанавливались на болтах и могли сниматься при ремонте или обслуживании машины.

Башня танка Т-10М отличалась от башни Т- 10/Т- 10Б. Она отливалась из броневой стали марки МБЛ-1, и имела переменную толщину стенок: в лобовой части 250 мм, борта 157–102, корма 90 мм. Крыша изготавливалась из 30 мм броневого листа, который приваривался к отливке. В этом листе имелись отверстия для установки крышек люка заряжающего и командирской башенки, приборов наблюдения и антенного ввода. На бортах башни размещались приваренные для удобства посадки экипажа поручни, кронштейны крепления ящика для ЗИП (на корме) и три крюка для ее демонтажа при ремонте. Башня устанавливалась на шариковой опоре с охватываемым подвижным погоном.

Вооружение танка Т-10М включало в себя 122-мм стабилизированную пушку М62-Т2 высокой баллистики, спаренную с 14,5-мм пулеметом КПВТ, установленном справа от нее и такого же 14,5-мм пулемета на вращающейся зенитной установке, размещенной на основании люка заряжающего.

Пушка снабжалась электромеханическим досылателем снарядов и зарядов, эжекционным устройством для продувки ствола после выстрела и дульным тормозом активно-реактивного типа. Боевая скорострельность орудия составляла 2–3 выстрела в минуту, вылет ствола артсистемы — 2465 мм, углы наведения по вертикали от -4 до +15 градусов.

Наведение пушки на цель велось при помощи двухплоскостного стабилизатора «Ливень» и прибора ПУОТ-2С. Возможно было использовать и ручные механизмы подъема ствола и поворота башни. Главной составляющей прибора ПУОТ-2С был перископический прицел Т2С-29 со стабилизированным в двух плоскостях полем зрения. Ночью для ведения огня применялся монокулярный перископический прицел ТПН 1-29-14. Пушка М62-Т2 имела возможность стрелять с закрытых позиций, для чего использовались боковой уровень и азимутальный указатель. Наибольшая дальность стрельбы при этом составляла 15000 м. Максимальная прицельная дальность у М-62-Т2-5000 м, дальность прямого выстрела бронебойным снарядом — 1130 м (по цели типа «танк» высотой 2 м).

В походном положении 122-мм пушка могла фиксироваться двумя стопорами. Один из них крепил орудие в положении «пушка вперед» при угле возвышения +4 градуса. Этот стопор находился внутри башни. Второй фиксировал орудие в положении «пушка назад» — он был установлен на кормовом листе корпуса.

Вращение башни осуществлялось при помощи электропривода со скоростью от 0,05 до 18 градусов в секунду (полный оборот — за 20 с). Имелся и дублирующий ручной привод.

Спаренный крупнокалиберный пулемет при необходимости мог использоваться для пристрелки. При ведении огня из него стреляные гильзы выбрасывались наружу башни через специальный гильзовывод.

14,5-мм пулемет на зенитной установке имел круговой обстрел по горизонту и от -5 до +88 градусов по вертикали. Он оснащался двумя прицелами — коллиматорным ВК-4, с помощью которого вели огонь по воздушному противнику, и оптическим ПУ-1, который использовался для стрельбы по наземным целям.

Возимый боекомплект танка включал 30 выстрелов раздельного заряжания к пушке М62-Т2 и 744 патронов к 14,5-мм пулеметам. Внутри танка имелись крепления для размещения двух автоматов АК-47 с 300 патронами к каждому, 20 гранат Ф-1 и сигнального пистолета с ракетами.

Для маскировки подбитой или вышедшей из строя машины на поле боя на корме Т-10М устанавливались две дымовые шашки БДШ-5, которые могли запускаться изнутри танка.

В моторно-трансмиссионном отделении вдоль продольной оси корпуса устанавливался 12-цилиндровый дизельный двигатель водяного охлаждения В12-6Б мощностью 750 л.с., представлявший собой дальнейшее развитие мотора В12-5, используемого на танках Т-10. Основными конструктивными отличиями В12-6Б от В12—5 были установка приводного нагнетателя УНА-6 с повышенным давлением наддува, уменьшенный по длине почти на 200 мм коленчатый вал и использование индивидуального подведения охлаждающей жидкости к каждому цилиндру. Также двигатель имел обогреваемый картер и автоматическую муфту изменения начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Для запуска дизеля В12-6Б использовался электростартер CT-16M мощностью 15 л.с., а в случае его отказа — сжатым воздухом из двух 5-литровых воздушных баллонов. Для облегчения запуска в холодное время года на Т-10М устанавливался форсуночный подогреватель.

Танк Т-10М имел шесть внутренних — два задних, вдоль бортов корпуса, два средних между кронштейнами под моторной рамы и два передних под эжекторами — и два наружных топливных бака общей емкостью 920 л. Это обеспечивало Т-10М запас хода по шоссе до 300 км.

Система очистки воздуха для двигателя состояла из двух воздухоочистителей, установленных по бортам корпуса у моторной перегородки. Они имели три ступени очистки — в первой воздух очищался специальной инерционной решеткой энергией отработанных газов двигателя, во второй — при помощи масла и войлочной обшивки и в третьей — с помощью кассеты из трех пакетов, в которых находилась специальная стальная проволока (так называемая канитель).