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).

Система охлаждения двигателя В12-6Б — закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Она состояла из водяного насоса, двух радиаторов, расширительного бачка, двух эжекторов, термометра и трубопроводов. Общая емкость системы охлаждения — 125 л.

Радиаторы — трубчато-пластинчатого типа, устанавливались наклонно справа и слева от двигателя. Эжекторы служили для создания потока охлаждающего воздуха через радиаторы системы охлаждения. Эжекторы монтировались справа и слева от двигателя и крепились к бортам танка. Каждый эжектор состоял из шести самостоятельно работающих секций, соединенных в общий блок. Количество проходящего через радиаторы воздуха можно было регулировать при помощи специальных дроссельных заслонок.

Трансмиссия танка Т-10М состояла из главного фрикциона, планетарной коробки перемены передач, бортовых передач и ленточных тормозов.

Главный фрикцион — сухой многодисковый, с трением сталь по специальному фрикционному материалу и механизмом выключения разгруженного типа. Управление им осуществлялось комбинированным способом — во время работы двигателя гидравлическим сервоприводом, а при выключенном моторе при помощи механического привода.

На танке Т-10М устанавливалась разработанная на Ленинградском Кировском заводе шестиступенчатая четырехходовая трехвальная коробка перемены передач с постоянным зацеплением шестерен. Она обеспечивала восемь скоростей переднего и две заднего хода.

Механизм поворота состоял из двух планетарных рядов, двух блокировочных фрикционов и двух остановочных тормозов. Блокировочный фрикцион — сухой, многодисковый с трением сталь по стали, остановочный тормоз — ленточный с чугунными накладками, плавающего типа. Тормозной барабан тормоза крепился на ведущем валу бортредуктора. Смазка деталей механизма переключения передач осуществлялась под давлением, поливом и разбрызгиванием масла. Охлаждение масла велось с помощью двух пластинчато-трубчатых радиаторов. В случае запуска двигателя танка в зимнее время года требовалось произвести подогрев масла в нижней половине картера механизма переключения передач с помощью специальной системы обогрева, которая была совмещена с системой подогрева двигателя.

Для облегчения управления трансмиссией на танке Т-10М использовалась система с гидросервоуправления. Она включала в себя гидросервопривод главного фрикциона, выполненный по схеме «включено-выключено», а также гидросервоприводов переключения передач и рычагов управления поворотом. Для этого в конструкцию танка ввели дополнительную ножную педаль остановочного тормоза и новые комбинированные двухрядные бортовые редукторы, размещенные внутри ведущего колеса.