T-34坦克無論在裝甲、火力還是動力方面都堪稱均衡。車身裝甲厚度都是45毫米，和德國的3、4型坦克相當，但正面裝甲有32度的斜角，側面也有49度。炮塔是鑄造而成的六角型，正面裝甲厚度60毫米，側面也是45毫米，車身的斜角壹直延伸到炮塔，因此T-34從正面看幾乎是壹個直角三角形。斜面裝甲有兩點好處，首先炮彈擊中後容易彈開（即"跳彈"），威力大減；其次根據三角原理，壹枚水平射來的炮彈，擊中斜面裝甲以後，需要穿過的鋼板厚度相當於三角型的斜邊，因此T-34坦克45毫米厚32度斜角的正面裝甲，防護能力相當於90毫米，而49度斜角的側面裝甲也相當於54毫米。這樣的正面裝甲，直接導致1941年德國坦克裝備的任何火炮在500米距離上都無法穿透。
火力
當歐洲各國的坦克炮還停留在40－50毫米口徑的水平時，T-34從壹開始就裝備了壹門76毫米L/30.5加農炮L-11，到1941年又換裝了76毫米F-34型L/42加農炮。F-34型加農炮使用普通穿甲彈時，500米距離上可穿透69毫米均質鋼板，1000米距離上可穿透61毫米鋼板，當時的德國坦克沒有壹樣能夠抵擋這樣猛烈的火力。F-34加農炮還可發射高爆和破片彈攻擊軟目標，因此具備支援步兵進攻的能力。壹輛T-34坦克通常備彈77發，包括19發穿甲彈，53發高爆彈，和5發破甲彈。1943年改進型T-34的容彈量增至108發。
後來全面生產的T-34/85坦克配備的ZiS-S-53型85mm主炮相比早期的F-34 76mm主炮穿透力幾乎提升了壹倍，而且發射高爆彈的威力大大增強。在與德國四號坦克對抗時，可以在1500米以外輕易擊穿四號坦克的正面80mm垂直裝甲，並可以在500米以內擊穿虎式的裝甲，T-34-85對付黑豹坦克卻無能為力。盡管東線戰場的坦克戰壹般發生在1.2km的距離上，但虎式與黑豹可以在T-34-85進入有效擊穿距離前擊毀它們。T-34-85在對抗中仍處於下風。與美軍76mm炮的大量HVAP不同的是，T-34/85坦克手很少會使用APCR，配給也較少，對抗虎式坦克與黑豹坦克自然有壹定難度。眾多的虎式和黑豹也加快了蘇聯重型坦克的研制，促使生產了後來的IS-2坦克。
動力
蘇聯設計師莫羅佐夫特地為T-34研制了著名的12缸39升V2柴油發動機，功率500馬力，使其公路最高時速達到55公裏。V2柴油機的體積為1.87m^3，整個馬達部分體積為4.4m^3 其發動機輔助設備和散熱器布置較為緊湊[4].V2柴油發動機的另壹個優點是省油，T-34坦克油箱容量460升，車身兩邊各掛壹個容量39升的後備油箱，行程可達540公裏。相比之下，德國4型坦克才160公裏，而虎式坦克跑100公裏就得加油。但柴油發動機的缺點就是廢氣排放濃煙滾滾，坦克無法隱蔽。而且T-34另外壹方面潤滑油備量是145公裏而且也要受拋錨率的折磨(V-2發動機的大修壽命是100-150小時)，因此仍然不可能壹次開行數百公裏。和先前的BT-7壹樣，T-34使用美國專利的克裏斯蒂底盤，這種底盤的負重輪軸上面裝有巨型減震彈簧，可承受劇烈的上下顛簸。T-34的履帶將近50公分寬，而德國坦克的履帶通常只有30公分寬。以上優點使T-34具有超強的越野機動能力，這是蘇軍裝甲部隊大縱深攻擊戰術的硬件基礎。在冰天雪地的東線戰場，T-34可在雪深壹米的冰原上自由馳騁，被德軍稱為“雪地之王”。85
1942年虎式坦克出現後，蘇軍發現現役坦克中無壹可在正常作戰距離對虎式坦克構成正面威脅，因此作為主力坦克的T-34的改裝計劃立即提上日程。1943年年中，準備了四種不同型號的85mm火炮參加測試，分別是D-5T，S-53,S-50和LB-85。兩輪冗長的評測後，S-53測試勝出。但最早的要求是將S-53安裝在標準的T-34/76炮塔（座圈直徑1420mm）。嘗試顯然失敗了。隨之產生了對新炮塔的需要，112廠，183廠都參與設計。新炮塔參考而非抄襲了T-43的炮塔。112廠首先做好了準備，但是緊接著發現要將S-53裝入，要做大的修改。在此期間安裝D-5T作為臨時解決辦法。新的型號采用了源於52K M1939 85毫米高射炮的D-5T型85毫米坦克炮，倍徑51.5（最早在第112廠生產的裝備此種火炮的型號被稱為T-34/85 M1943，其實1944年1月才走下生產線），同期S-53炮後來進壹步改進，改良了制退機，身管壁更薄，稱為ZIS-S-53，倍徑54.6（T-34/85 M1944，同樣是52K高炮的衍生型號，根據資料來源的不同，ZIS-S-53的批產時間有說是1944年的3月，有說是夏季，有說是10月），大大加強了火力，從而得以對虎式坦克構成壹定威脅（但仍處於劣勢）。T-34/85對裝甲也有壹定的改進，上部車體全向45毫米（原來T-34上車體側部，後部為40毫米）。T-34/85的另壹項重要改進便是那重新設計的新型炮塔（源於流產的T-43，座圈直徑1600mm），炮塔空間大增，正面炮塔厚度也增厚到90mm，並根據戰鬥中得到的經驗增加了裝填手從而將車長從指揮－裝填的雙重任務中解放出來，極大提高了作戰效率。由於加大的炮塔，德軍常把T-34/85稱為“大腦袋T-34”。
對T-34/85進行總裝的工廠是位於高爾基的112廠，位於下塔吉爾的183廠，位於鄂木斯克的174廠，投產時間分別是1944年的1月，3月，6月。T-34/85是T-34系列中產量最大者，戰後仍在多個國家和地區服役。
各型T-34戰時產量逾5萬，是蘇德戰爭期間產量最大的坦克類型。遠遠超過德國所有坦克的總和，成為偉大衛國戰爭勝利的保證。
二戰後，蘇軍中T-34坦克直到50年代才被T-55取代。此外T-34也裝備很多國家的軍隊，曾在解放戰爭、朝鮮、越南、中東等戰場參戰，甚至在波黑內戰之中，仍出現了T-34的身影。