Vũ khí chính của T-90 là pháo nòng trơn 2A46M cỡ 125 mm được tăng cường độ chính xác nhờ hệ thống cân bằng pháo theo hai chiều dọc - ngang. Đồng trục với pháo là súng máy 7,62 mm (PKT hoặc PKTM) và súng máy phòng không 12,7 mm (NSVT hoặc KORD).
Trên xe tăng lắp tổ hợp điều khiển hỏa lực tự động với máy tính đường đạn kỹ thuật số và kính ngắm hồng ngoại hoạt động trong điều kiện ngày/đêm, thiết bị nạp đạn tự động (AZ) đảm bảo hiệu quả chiến đấu cao của các loại vũ khí trong xe.
Súng máy phòng không (ZPU) với thiết bị ngắm và dẫn bắn từ xa cho phép bắn mục tiêu trên không và trên mặt đất theo lệnh điều khiển từ trong buồng chiến đấu của xe tăng, giúp xạ thủ tránh được rủi ro khi phải bộc lộ bên ngoài tháp pháo.
T-90 bắn trong khi "bay"
T-90 được trang bị hệ thống phòng thủ chủ động quang điện Shtora-1 để chống lại tên lửa chống tăng dẫn đường bằng laser, hồng ngoại, cũng như gây rối hệ thống hiển thị mục tiêu bằng cách tạo ra các dải nhiễu có điều khiển và các thiết bị chống tăng (PTS) với sự chỉ thị mục tiêu và đo xa bằng tia laser.
Hệ thống chống mìn bằng xung điện EMT-7 cũng đang thử nghiệm trên T-90 nhưng nó chưa được gắn đại trà vào các xe đang hoạt động.
Ngoài ra, hệ thống phòng thủ tập thể (SKZ) giúp T-90 tránh khỏi tác động của vũ khí hủy diệt hàng loạt, hệ thống chữa cháy hoạt động một cách nhanh chóng trên cơ sở nhận diện của bộ cảm biến quang học và nhiệt độ.
T-90 còn có biến thể xe bắc cầu MTU-90; xe quét mìn BMR-3 với khả năng lắp đặt thiết bị quét mìn dạng lưỡi dao KM7-6M2 hoặc bánh quét mìn dạng lưỡi dao KMT-7 hoặc thiết bị quét mìn KMT-8 với đầu nối điện từ; xe cứu hộ BREM-72 và xe công binh công trình chuyên phá chướng ngại vật hạng nặng IMR-3.
Sức mạnh của xe tăng chiến đấu chủ lực T-90