M1主战坦克最初使用105毫米线膛炮,从M1A1开始改用德国莱茵金属公司的120毫米M256滑膛炮。该炮可发射多种弹药,包括M829A2尾翼稳定贫铀合金脱壳穿甲弹和M830破甲弹。M829A2穿甲弹在1000米距离上可穿透780毫米装甲,3000米距离上的穿甲厚度约为750毫米。M1主战坦克的辅助武器为1挺12.7毫米机枪和2挺7.62毫米并列机枪,炮塔两侧还装有八联装L8A1烟幕榴弹发射器。