T-90坦克採用的是與T-80y坦克相同的2A46M-1型125毫米滑膛炮。
這種新型火炮最重要的改進之處是，它能發射新一代125毫米穿甲彈，包括採用貧鈾彈芯的3BM46/48 2000米距離上穿甲厚度為650毫米，現役普遍裝備的3BM-42M脫殼穿甲彈2000米穿甲厚度為570毫米。
所有生產的制式空心裝藥破甲彈為裝有3BK18M彈頭的3VBK16彈，該彈採用常規的銅製藥型罩，其破甲深度為550毫米。
另一種是有三重裝藥的3BK29M破甲彈，該彈頭採用少量首層裝藥，用以除掉任何反應裝甲。據稱，3BK29彈頭能在擊毀任何反應裝甲之後再擊穿厚度600毫米以上的主裝甲。現在部隊廣泛使用的最新型的殺傷榴彈為3VOF36彈，裝有3OF26彈頭。
相比較T-72和T-80，T-90的火力和防護系統都有不少改進。火力系統的改進表現在火控系統上。T-90的火控系統為1A45T型，是T-80y坦克上的1A45型的改進型。
改進項目包括：彈道計算機、炮長測距/瞄準鏡、火炮穩定器等。T-90坦克的火炮和T-80y、T-72的型號相同，均為1門125毫米滑膛炮，但彈藥做了改進，採用新型穿甲彈和破甲彈，提高了對付爆炸反應裝甲的能力。
另外，T-90配有4枚9M119型雷射制導反坦克飛彈，由125毫米滑膛炮發射，可用車內的自動裝彈機裝填，最大有效射程5000米，最大穿甲厚度約700毫米，可使該坦克在敵坦克、車載反坦克制導武器和攻擊直升機攻擊T-90之前將其消滅。
T-90坦克的火控系統許可使用9K119「映射」飛彈。該飛彈要與9S515飛彈控制系統(該系統是T一90坦克的1A45T火控系統的組成部分)結合起來使用。
T-90坦克與T-72BM坦克外在的另一個差別是，T-90坦克上使用的是一種經改進的T-80坦克的指揮塔。T-90坦克的指揮塔與標準的T一72BM坦克的指揮塔有兩個明顯的差別。首先，前者使用的是NSVT Utes12．7毫米遙控機槍和PZU-7瞄準鏡、lEtS29穩定火控系統，而後者使用的是一挺普通的人工瞄準機槍。