10式坦克主炮为90式所装备的120毫米滑膛炮升级版，试作车的主炮为日本制钢所自行研制的L44滑膛炮，威力较90式的RH120提高。日后量产型的10式坦克可能会换装威力更强大的120毫米55倍径L55滑膛炮。该坦克备有自动装弹机、炮塔尾舱内设有一具水平式自动装弹机。