M109式自行榴弹炮安装24倍口径长的M126式身管，火炮口径为155毫米。M109式自行榴弹炮发射M107式榴弹时最大初速为5622米／秒，最大射程为14.6千米。高低射界-3°~＋5°，方向射界360°。爆发射速为3发／分。身管寿命为5000发。车体为焊接的铝结构。炮塔顶部装有1挺MZHB式12.7毫米高射机枪。
