83式152毫米自行加榴炮裝用的是一門口徑152.4毫米的線膛炮，由國產66式152毫米牽引式榴炮改裝而成。兩者的內外彈道性能相同。經過改的火炮由炮身、搖架、反後坐裝置、方向、高低裝置與操縱台、瞄準裝置和半自動裝填系統等組成。
炮身 為單筒炮身。炮尾裝有半自動立支式門。炮口處裝的是衝擊式炮口制退器，用於減少炮身的後坐力。在炮身身管中部加裝的抽氣裝置，用於抽出發射後殘留在炮膛內的火藥氣體，防止開啟時火藥氣體進入戰鬥室形成煙霧，影響炮手操作。行軍時，通過裝在車體前頂甲板支座上的炮身行軍固定器，將炮身在O度狀態下緊固。方向、高低裝置與操縱台方向裝置 由炮塔座圈和方向機組成，用來進行方向瞄準。高低裝置由高低齒弧和高低機組成，用來進行高低瞄準。方向和高低裝置均有電驅動和手動兩種工作方式，主要使用電驅動方式，當電驅動發生故障時，可用手驅動。方向和高低裝置的電驅動由操縱台控制。除此之外，火炮的電擊發也由操縱台控制(火炮的另一種擊發方式是機械擊發)。
瞄準裝置 由瞄準具、周視瞄準鏡、直接瞄準鏡和標定器等組成，用於裝定射擊諸元，並與方向機和高低機配合進行瞄準。該瞄準裝置的瞄準具和瞄準鏡的分劃用機械數碼顯示，具有直觀易讀的優點。
半自動裝填系統 由輸彈機、電氣控制系統和液壓系統等組成。利用液壓系統提供的液壓動力，由電氣控制系統控制輸彈機，將由人工分別放置在輸彈機托彈盤上的彈丸和藥筒輸送到炮膛。
配用的彈藥 為該自行加榴炮配用的彈藥主要是殺傷爆破彈，與66式152毫米牽引式加榴炮通用。炮車的攜彈量為30發。作戰時，通常使用車外的彈藥進行射擊，在染毒或放射性沾染地域遂行射擊任務，以及彈藥車沒有跟上時，則使用車內的彈藥。
炮塔與戰鬥室
炮塔與戰鬥室位於車體的後部。炮塔是火炮迴轉部分轉動的主體，並與車體內部空間構成戰鬥室。火炮藉助炮塔可作360度迴轉進行環射，加上火炮的-5度～+65度高低射界，使其具有良好的火力機動性，可在一個陣地上對射程內各個方向出現的目標進行射擊。炮塔體是一個由裝甲板焊接的多面體。各面裝甲板的厚度與傾斜度都不完全相同，有一定的防彈能力。行軍時，為了防止炮塔自由轉動，在炮塔體內左側裝有炮塔行軍固定器，能將炮塔可靠地固定住。
炮塔頂甲板上裝有炮長指揮塔和天線基座(戰鬥室內設定有一部電台)。炮長指揮塔供炮長觀察戰場情況，指揮戰鬥，也可供高平兩用機槍射擊時使用。在指揮塔的機槍架座上，裝有一挺12．7毫米高平兩用機槍，可用來對敵空中目標和地面輕裝甲目標射擊。機槍的最大射程為7000米，對空中目標的有效射程為1600米，對地面目標的表尺射程為3500米。發射速度為80-100發／分。
炮塔與車體後內部構成全封閉式戰鬥室，三防以乘員個體防護為主。戰鬥室內設有2個高度和前後位置可作調整的固定座椅，分別供炮長和瞄準手使用。另有2個活動座椅，行軍時供2名炮手使用，作戰時則掛在座椅鉤上。戰鬥室內設定的彈藥架包括炮塔彈藥架和車體彈藥架。戰鬥室後甲板的中央開有一個800毫米X800毫米的後門，便於炮手進出和排出彈殼。續彈門位於炮塔後甲板上，供車外向炮塔內續彈用。
履帶式底盤
83式152毫米自行加榴炮採用的是專門為自行火炮研製的中型通用履帶式底盤，是這種底盤的第一個用戶。該通用底盤選用的大都是我國自行研製的坦克裝甲車輛現有的部件，但總體布置則是按照自行火炮的使用要求進行設計的，採用了發動機和傳動系統前置的總體布置方案：發動機在車體前右側，左側是駕駛室，最前面是傳動系統，車體後部是戰鬥室。這種總體布置方案，可使自行火炮獲得較大的戰鬥室空間，符合目前自行火炮的發展潮流。
該履帶式底盤由車體、發動機、傳動系統和行走系統四大部分組成。底盤自重19噸。
車體 由各種形狀和厚度不同的薄裝甲板焊接而成，具有一定的防護能力，可防止子彈和炮彈破片對乘員及部件的損傷。車體內部用隔板分隔成動力傳動艙、戰鬥室和駕駛室。
發動機 為國產12缸、水冷、直接噴射式高速柴油機，在轉速為2000轉／分時的最大功率為383千瓦(520馬力)，淨重895千克。發動機是炮車的動力源，它產生的動力經傳動系統各部件傳遞到行走系統的主動輪，履帶將主動輪的扭矩變為驅動炮車的牽引力，使炮車行駛。
為保證發動機的可靠起動，配有氣、電兩種起動裝置，以氣起動為主，必要時可進行氣、電聯合起動。空氣起動裝置本身帶有高壓空氣壓縮機，與發動機同步工作，可使高壓氣瓶內的氣壓達到150千克力／平方厘米以上，因而高壓空氣源能得到充分的保障。在寒區冬季起動發動機時，由於溫度低使蓄電池的電容量損失較多，用電起動困難較大，而用氣起動則不存在這方面的問題。空氣起動裝置還可向火炮復進機和炮車的減振器充氣。
為保證寒冷季節可靠起動發動機，還配有加溫裝置，它可將柴油燃燒產生的熱量，加熱發動機的冷卻液和機油，並強制冷卻液循環。
傳動系統 為機械式，由傳動箱、主離合器、變速箱、行星轉向器和側減速器等組成。行星轉向器可使炮車實現原地轉向。轉向操縱的液壓助力機構，可大大減輕駕駛員的勞動強度。
行走系統 由主動輪、誘導輪、負重輪、托帶輪、懸掛裝置和履帶組成。每側有6個負重輪，3個托帶輪。主動輪在前，誘導輪在後。履帶左右各一條，每條履帶由102塊掛膠履帶板組成。掛膠履帶板著地面的橡膠高出金屬面12~13毫米，在公路上行駛時不會破壞路面，越野性能也比較好，還可減小履帶板在行駛中的噪聲。
懸掛裝置為拉桿式，在每側1、6負重輪處各裝有一個液壓減振器。減振器可吸收炮車行駛時地面對車體的部分衝撞能量，並能衰減車體的振動。
