Танк вооружён гладкоствольной 125-мм пушкой 2А46М повышенной точности. Орудие позволяет вести огонь не только различными типами снарядов, но и управляемыми по лазерному лучу ракетами. Применение автомата заряжания позволило достичь скорострельности до 7-8 выстрелов в минуту, что выгодно отличает Т-90 от большинства зарубежных танков. Т-90 может стрелять не только по любым наземным целям, но и по низколетящим самолетам и вертолётам противника. Возможности орудия и новейший прицельный комплекс 1А45Т «Иртыш» позволяют уничтожить любой самый современный танк противника ещё до того, как он приблизится на расстояние эффективной стрельбы из своей пушки. Вспомогательное вооружение состоит из спаренного с пушкой 7,62-мм пулемёта ПКТМ и дистанционно наводимого 12,7-мм зенитного пулемёта 6П49 «Корд» на башне. Собственная защита танка обеспечивается применением активной брони и новейшего комплекса оптико-электронного подавления «Штора-1».