Uzbrojenie wozu umieszczono w obrotowej wieży. Zastosowano armatę D-56T kalibru 76,2 mm o bruzdowanym przewodzie lufy, z reakcyjnym hamulcem wylotowym, bez stabilizacji (w PT-76 1957 roku montowano D-56TM z dwukomorowym hamulcem wylotowym i przedmuchiwaczem, a w wersji PT-76B – D-56TS ze stabilizacją w dwóch płaszczyznach). Lufa jest pozbawiona przedmuchiwacza. PT-76 przewozi 40 sztuk amunicji (etatowo: 24 naboje odłamkowo-burzące, 4 przeciwpancerne pełnokalibrowe, 4 podkalibrowe, 8 kumulacyjnych). Z armatą jest sprzężony karabin maszynowy SGMT kalibru 7,62 mm, do którego przewozi się 1000 sztuk amunicji (w PT-76B było montowano PKT). W PT-76A montowano DSzK kalibru 12,7 mm.
W tylnej części wozu znajduje się przedział napędowy. Zastosowano sześciocylindrowy, rzędowy, chłodzony cieczą silnik W 6 o zapłonie samoczynnym, który rozwija moc 176 kW (263 KM) przy 1800 obr./min. Jednostka napędowa zapewnia współczynnik mocy jednostkowej na poziomie 12,6 kW/t. W układzie przeniesienia napędu zastosowano suche sprzęgło wielotarczowe, skrzynię biegów (cztery biegi do przodu, jeden wsteczny) oraz sprzęgła boczne, umożliwiające skręt pojazdu.