Борта корпуса и верх ходовой части с целью защиты от кумулятивных боеприпасов прикрыты навесными броневыми экранами. Особое внимание было уделено изоляции членов экипажа от боеприпасов и горючего за счет установки внутренних броневых перегородок. Автоматическая система противопожарного оборудования в случае возникновения очагов возгорания срабатывает почти мгновенно. Для тушения пожара используется сжиженный газ хэлон.
120-миллиметровая гладкоствольная пушка M256, стабилизированная в двух плоскостях наведения, установлена в бронированной башне кругового вращения. Слева от нее находится место заряжающего, а справа – командира и наводчика. Основная часть боекомплекта пушки размещена в изолированном отсеке кормовой части башни в боеукладках.
В качестве вспомогательного вооружения используется спаренный с пушкой 7,62-миллиметровый пулемет, второй пулемет такого же калибра, установленный перед люком заряжающего, и 12,7-миллиметровый пулемет, смонтированный на командирской башенке. Для постановки дымовых завес на бортах башни закреплены шестиствольные гранатометы, имеется также термодымовая аппаратура.
Танк M1 «Абрамс» обладает современной системой управления огнем. Лазерный дальномер и тепловизионный прибор встроены в основной прицел наводчика. Вспомогательный прицел телескопический. Пульт управления связан с электрогидравлическими приводами стабилизатора орудия. У командира есть приставка от основного прицела наводчика, благодаря чему он может вести наблюдение одновременно с наводчиком, и перископический прицел для стрельбы из 12,7-миллиметрового пулемета. По периметру командирской башенки установлены шесть смотровых перископов, что позволяет вести круговой обзор. Цифровой баллистический вычислитель, выполненный на твердотельных элементах, способен с довольно высокой точностью рассчитывать угловые поправки для стрельбы. Он автоматически получает от лазерного дальномера расстояние до цели, также вводятся угол наклона оси цапф пушки, скорость бокового ветра и температура окружающего воздуха.
Впервые в зарубежном танкостроении на M1 «Абрамс» установлен газотурбинный двигатель AGT-1500, обеспечивающий танку довольно высокую подвижность. Автоматическая гидромеханическая трансмиссия обеспечивает четыре передачи переднего хода и две заднего. Подвеска торсионная, с лопастными гидравлическими амортизаторами на первом, втором и седьмом опорных катках. Гусеницы имеют съемные резиновые подушки и резинометаллические шарниры.
Газотурбинный двигатель имеет ряд преимуществ по сравнению с дизелем той же мощности. Прежде всего, он позволяет развивать большую мощность при меньшем объеме ГТД. Кроме того, последний имеет меньшую массу (примерно в 2 раза), больший (в 2-3 раза) ресурс работы и относительно простую конструкцию. Этот двигатель может работать на разных типах топлива. Вместе с тем отмечаются такие его недостатки, как сложность воздухоочистки и повышенный расход топлива.
Система защиты от оружия массового поражения, которой оснащен танк, в случае необходимости обеспечивает подачу очищенного воздуха от фильтровентиляционной установки к маскам членов экипажа, а также предотвращает попадание в боевое отделение радиоактивной пыли или отравляющих веществ, создавая в нем избыточное давление. Имеются также приборы радиационной и химической разведки.
В августе 1985 года началось производство модернизированного варианта танка, получившее обозначение M1A1.
Основное вооружение танка M1A1 «Абрамс» составляет используемая на танках «Леопард-2» 120-миллиметровая гладкоствольная пушка западногерманской разработки. С целью улучшения защиты экипажа в условиях действий на зараженной местности – наряду с использованием индивидуальных средств – танки M1A1 «Абрамс» оснащены системой создания избыточного давления в боевом отделении. Броневая защита башни несколько усилена, в результате боевая масса модернизированного танка возросла до 57 тонн.
В 1988 году было начато производство танков M1A1 «Абрамс», у которых броня лобовых частей корпусов и башен содержит включения обедненного урана, обладающего в 2,5 раза большей плотностью, чем у стальной брони. Как считают американские специалисты, применение данной технологии позволило повысить броневую защиту этих танков, в том числе и против кумулятивных боеприпасов.
В 1992 году сошла с конвейера модификация, получившая обозначение M1A2. Изменения включают улучшенную командирскую башенку, лазерный дальномер, командирский тепловизионный прибор кругового наблюдения, тепловизионный прибор наблюдения для механика-водителя, а также новейшую информационную систему управления боем или бортовую информационную систему.