概述
60年代初，苏联在T-62主战坦克定型生产后制造了多种新型坦克样车，其中之一是T-64坦克样车，该车由哈尔科夫坦克制造厂从1965年开始小批量生产。最初的T-64坦克沿用T-62坦克的115毫米滑膛炮、火控装置和稳定系统，火炮配有自动装弹机，炮塔为铸造结构，炮塔前弧部和车体前上装甲板为含有非金属材料的复合装甲。由于自动装弹机、火控系统、发动机和悬挂装置经常出故障，所以最初的生产量很少。
1965～1970年间，对该坦克进行了大量改进，可靠性明显提高，此时将改进后的坦克定名为T-64A型坦克，并投入大批量生产。改进后的T-64A型坦克装有125毫米火炮，而且火控系统和稳定装置也有了较大改进。
1970～1981年间，苏联一直在生产T-64A坦克，苏联开始生产T-64Б型坦克，该坦克的125毫米坦克炮可发射AT-8鸣禽反坦克导弹。苏联生产T-64系列坦克约8000辆，全部装备苏军部队，尚未提供任何国家。
结构特点
总体布置
该坦克的总体布置与T-72坦克大体相同，然而主要部件，例如火炮型号、液气悬挂、履带、发动机和炮塔，均与T-72坦克不同。
T-64A型坦克的高度比T-62坦克低，火线高度大约下降110毫米，主要原因是该坦克采用了既小又矮的炮塔。
坦克车体用装甲钢板焊制而成。车内分为驾驶舱、战斗舱和动力舱3部分。驾驶员位于车体内前部中央，有1个向上抬向右旋开的单扇舱盖，舱前有观察潜望镜，前上装甲板两侧有ФГ-125驾驶照明灯。
车体前上装甲板中央位置有V型凸起，其间有3～4条横筋，这样凸起可起防浪板作用。前下装甲板外装有推土铲，还备有安装KMT扫雷器的托架。车体两侧装有外张式侧裙板。
炮塔为铸钢件，装在车体中部上方，中弹率高的正面面积窄小，炮塔呈卵形，顶视图呈盘状，高度比从前炮塔都矮。
炮塔内有2名乘员，车长在右边，炮长在左边，因采用自动装弹机装填炮弹，故无装填手。
武器系统
T-64A型坦克装有1门2A26式125毫米滑膛坦克炮，炮管比较长，为单肉结构，采用横楔滑动式炮闩，炮塔中央装有圆筒形抽气装置，炮塔外部装有4段轻金属势护套。炮管寿命为：常规弹600～800发，尾翼稳定脱壳穿甲弹280发。
2A26式125毫米火炮通常发射3种不同类型的炮弹：一是尾翼稳定脱壳穿甲弹，初速为1600米/秒，最大有效射程为2100米，穿甲厚度为375～335毫米；二是尾翼稳定榴弹，弹重23千克，初速850米/秒，装药量4千克，最大直接瞄准距离为2300米，最大间接瞄准距离为9400米；三是初速为900米/秒的空心装药破甲弹。
改进后的T-64Б型坦克的125毫米火炮除发射普通炮弹外，还可以发射AT-8鸣禽反坦克导弹，有效射程为3000～4000米，破甲厚度为600～650毫米。
该坦克装有与T-72坦克同类型的火控系统，是安装在T-55/T-62M坦克上的简易型火控系统的改进型。该系统包括合像式光学单目测距仪、红宝石激光测距仪、模拟式弹道计算机、ТПД-2炮长瞄准潜望镜、ТПН-1-49-23炮长夜间瞄准望远镜、车长昼夜合一观察潜望镜、ТКН-3观察镜及红外探照灯、火炮/炮塔控制放大器、手动/机动火炮俯仰驱动机构、炮耳轴倾斜传感器、瞄准点注入装置以及射击控制面板等。
作为激光测距仪的辅助设备的光学测距仪与主要武器联动。瞄准镜由车长操纵，内有测距刻度线、校准测距仪和炮膛轴线用的调整装置及刻度照明装置。
激光测距仪的使用使T-64坦克的首发命中率提高到80%以上。双向陀螺稳定装置的使用使该坦克在行进间的射角可以不受车体俯仰及横向摆动的影响。
该坦克的红外探照灯装在火炮左侧，T-72坦克则装在右侧，红外大灯的夜间最大作用距离为800米。
该坦克的辅助武器包括1挺安装在火炮右侧的ПКТ式7.62毫米并列机枪和1挺装在车长指挥塔外的新型HCBT式12.7毫米高射机枪，炮塔左边还装有2个或3个12.7毫米高射机枪弹匣。
并列机枪由弹带自动供弹，射速为650发/分钟，有效射程为1000米，枪弹共2000发，分装在8个弹匣内，每个弹匣装250发弹。
高射机枪可360°射击，主要对付空中目标，也可以对付地面目标，用弹链自动供弹，由车长操作。该机枪为风冷式，有效射程1000米，初速860米/秒，共300发子弹，分装在5个弹匣弹链上，每个弹链60发弹。
该坦克的自动装弹机与T-72坦克的自动装弹机结构不同，弹丸和药筒一起放在培训弹槽中，再一起装进炮膛。射速为6～8发/分钟。这种装填机构较T-72的复杂，容易出现故障和损坏。后来改为分装式弹药，弹丸与装药分别放在上下两层圆盘上，但弹丸仍垂直放置。
推进系统
该坦克使用的是2冲程卧式5缸对置活塞水冷涡轮增压柴油机。该发动机输出功率为551千瓦（750马力）。
从理论上讲，2冲程发动机具有体积小、重量轻和输出功率大等特点，然而它的油耗高、热效率低、容易过热、气缸活塞容易变形、故障率高，因此，以后的T-72坦克重新采用了4冲程柴油机。
该坦克的传动装置与T-72坦克相同，为机械式行星变速箱，有7个前进档和1个倒档，采用液压式操纵系统。
T-64A坦克可以进行以任何一侧履带为中心的转向，但不具备原位转向能力。
该坦克采用液气式悬挂和扭杆弹簧。车体每侧有6个小直径双轮缘负重轮，有4个单轮缘托带轮，仅托住履带板的靠车体的半边。诱导轮位置在前部，其直径与T-72坦克相同，主动轮在后部，齿圈上有12个齿。在第一、二、五和六对负重轮位置处装有筒式液压减振器。
该坦克采用双销式销耳挂胶的履带，宽580毫米，履带板之间用端部联结器连接。
防护系统
车体前部采用了复合装甲结构，T-64A的炮塔是整体铸造加顶部焊接结构，并列机枪射孔附近的炮塔壁厚约为400毫米，主炮两侧的间隙装甲中填有填料，顶装甲板厚度约为40～80毫米不等，炮塔侧面装甲厚120毫米，后部装甲厚90毫米。
附加装甲是T-64坦克提高装甲防护的重要措施。在车体前下甲板装有推土铲，乘员舱内壁装有含铅防中子辐射的衬层，车体侧面装有张开式侧裙板。
T-64Б和T-80坦克一样，除采用新型复合装甲外，还在车体前上装甲部位和侧裙板上，在炮塔的正面、侧面和顶部等部位，装有111块反应式装甲。
炮塔扫应式装甲的安装方式与T-80坦克有所不同，为双层下倾式结构，上层有2排爆炸块，下层为1层爆炸块，而T-80坦克的为双层呈朝前的尖角形，上下层各有1排爆炸块。
三防装置与T-72坦克相同。该坦克装有类似于T-80坦克的激光报警装置。
T-64Б坦克装有可探测10千米范围内直升机的探测装置，为使用AT-8鸣禽导弹攻击敌机提供了足够预警时间。
在T-64A坦克炮塔前部两侧逐步补装了烟幕弹施放装置，该装置由12个烟幕弹发射器组成，两侧发射器数量不等。T-64Б坦克因为安装了反应式装甲，烟幕弹发射器的安装位置不在炮塔前部两侧，而是装在炮塔左边，分成两组，共8个发射器。在炮塔后部还携逞有潜渡筒。
T-64是前苏联最先采用3人乘员组和自动装弹机的炮塔式主战坦克。
型号演变和变型车
T-64基型车
该车装有115毫米滑膛炮、自动装弹机和新的行动装置。
T-64M1981/1坦克
该坦克为炮长安装了改进型瞄准镜、第四负重轮增加了限制器、加装了烟幕弹发射装置和安装侧裙板的铰链。
T-64M1980/2坦克
该坦克装有侧裙板，其他与T-64M1981/1坦克相同。
T-64Б坦克
该坦克装125毫米滑膛炮，与T-80坦克一样，可发射AT-8导弹，也可发射与T-72一样的分装式样125毫米炮弹，但自动装弹机不同。该坦克还装有激光测距仪和反应式装甲。
T-64B坦克
该坦克未装高射机枪，但在指挥塔上装有附加天线。炮塔中央有一套管，在停车工作时，可把一个车外多节高大天线插入该套管，行军状态时，天线杆和拉线装在百叶窗后的一个管状容器内。
