AMX 13 F3 AM自行火炮采用AMX 13轻型坦克底盘，安装了一门大口径榴弹炮。尽管该车在20世纪50年代末即已投入大规模生产，但因其优越的性能，直到20世纪60年代末AMX 13 F3 AM自行火炮依旧是法国、 阿根廷、智利等国家的主力装备。该坦克车体为钢板焊接结构，前上装甲板有2个舱口，左面是驾驶员舱口，右面是动力传动装置检查舱口。驾驶员舱盖安装3个潜望镜，中间1个可换成红外或微光驾驶仪。
该坦克采用了FL-10摇摆式炮塔，炮塔位于车后，由上、下两部分组成，下炮塔装于车体上，用一般的滚珠座圈支撑，上炮塔利用耳轴装于下炮塔突起部的槽中，并与火炮刚性连接。因此，炮塔的上部可同炮身一起在垂直方向运动。该炮塔的优点是可以降低炮塔高度、缩小炮塔座圈直径（座圈直径为1475mm）。因而也相应减小了坦克的车宽、减轻了重量，同时还便于实现装弹自动化；缺点是炮塔密封困难、高低射界较小、防弹能力也差。车长位于炮塔内左侧，有关球形的指挥塔舱盖，并使用8个潜望镜观察。炮手在其右侧，使用2个潜望镜观察。
该坦克安装1门75mm火炮，火线高1820mm，有炮口制退器并采用自动装弹机构。该炮由炮塔后部的2个鼓形弹舱供弹，每个弹舱装有炮弹6发。火炮发射后，空弹壳可经炮塔后窗口自动抛出。火炮配有穿甲弹和榴弹，弹药基数37发，而后期生产的车辆又增加到44发。辅助武器为1挺7.5mm或7.62mm并列机枪，机枪弹3600发。炮塔两侧各装有2具烟幕弹发射器。
