Т-80 вооружен 125-мм гладкоствольной, стабилизированной в двух плоскостях пушкой Д-81 или 2А46М-1 (на Т-80У и Т-80Б) со спаренным 7.62-мм пулеметом ПКТ; 12.7-мм зенитным пулеметным комплексом «Утес» на командирской башенке, комплексом защиты от управляемого вооружения и системой пуска дымовых гранат «Туча». Комплекс вооружения также включает прицел-дальномер, ночной прицел и механизм заряжания. Танки Т-80Б получили комплекс УР «Кобра», а Т-80У - комплекс «Рефлекс». Механизм заряжания заимствован у Т-64.

В систему управления огнем Т-80 входят лазерный прицел-дальномер, баллистический вычислитель, стабилизатор вооружения, комплект датчиков, контролирующих всю важную информацию (скорость ветра, крен и скорость танка, курсовой угол цели и т.п.). Управление огнем на Т-80У дублировано. Пушки 2А46М и М-1 (Т-80Б и У) изготовлены с более жесткими требованиями к стволу, который снабжен металлическим теплозащитным кожухом, защищающим его от внешних воздействий (солнечные лучи, дождь) и уменьшающим прогиб при нагреве.

Наибольшие прицельные дальности стрельбы для Т-80 падкалиберным и кумулятивным снарядами - 4000 м, осколочно-фугасным - 5000 (с помощью бокового уровня - 10000 м ). С ночным прицелом ТПНЗ-49 в активном режиме они достигают 1300 и в пассивном - 850 м.

Комплекс «Рефлекс» с наведением ракет по лазерному лучу позволяет запускать их на любых скоростях танка.

Т-80 оснащен приборами ночного видения. Для ориентирования при плохой видимости и под водой имеется гироскопический курсоуказатель.

Танк Т-80 защищен комбинированной многослойной броней, а также как навесным, так и встроенным комплексом динамической защиты. Защищенности танка от кумулятивных снарядов способствуют экраны по бортам корпуса (стальные листы на резиновом фартуке), башни и перед носовой частью.

Т-80 имеет систему коллективной защиты от оружия массового поражения и автоматическое противопожарное оборудование.

Силовая установка танка состоит из трехвального ГТД-1000ТФ с двухкаскадным компрессором, силовой турбиной и регулируемым сопловым аппаратом силовой турбины. Подвеска торсионная с гидроамортизаторами на 1 -, 2- и 6-м узлах подвески катков. Гусеница с резинометаллическим шарниром.

Танк Т-80 снабжен оборудованием для самоокапывания, самовытаскивания, а также приспособлением для крепления противоминного трала.

В конструкции боевой машины частично использованы отработанные элементы танка Т-64А: пушка, боеприпасы, автомат заряжания, отдельные узлы системы управления огнем и броневой защиты. Новый двигатель, увеличившаяся масса танка и изменившиеся динамические характеристики явились причинами разработки новой ходовой части: гусениц с обрезиненными беговыми дорожками, гидроамортизаторов и торсионных валов с улучшенными характеристиками, опорных и поддерживающих катков, ведущих и направляющих колес новой конструкции.

Таким образом, по отдельным элементам конструкции Т-80 был унифицирован с ранее выпущенными танками Т-64А и Т-72, однако в целом это новая машина с повышенным уровнем боевых и технических характеристик.