К настоящему времени сохранились две разновидности автоматов Токарева, незначительно отличающиеся друг от друга. Один из них хранится в Тульском Государственном музее оружия, другой в ВИМАИВ и ВС (Санкт-Петербург). Ниже приведены только отличия конструкции автомата от автоматической винтовки АВТ.
Ствол массивный, длиной 485 мм, имеет поперечное оребрение, снаружи закрыт стальным кожухом с одним рядом круглых отверстий с каждой стороны. Газовая камера с регулятором. Регулятор пятипозиционный, усовершенствованного типа (с гайкой), что позволяет производить изменение его положения без разборки оружия. Для регулировки необходимо отвернуть гайку, вставить выколотку в поперечное отверстие регулятора и повернуть его до нужного положения, после чего снова завинтить гайку.
Газовая камора, кронштейн для штыка и дульный тормоз составляют единую деталь – надульник по типу винтовки АВТ. Дульный тормоз активный, однокамерный, оконный.
Подвижная система автоматики (затвор и затворная рама) заимствованы от винтовки АВТ и отличаются только меньшим диаметром чашечки в затворе в соответствии с диаметром дна гильзы применяемого патрона.
Возвратный механизм отличается от применявшегося в серийных винтовках Токарева. Узел соединения направляющего стержня возвратного механизма и крышки ствольной коробки усовершенствован таким образом, что пятка направляющего стержня соединяется с крышкой не через фрезерованное гнездо в ней (выступ с вырезом), а через прямоугольный узкий паз вверху крышки, в который входит выступ специальной планки, соединённой с направляющим стержнем. Такое решение позволило изготавливать крышку штамповкой без последующей станочной обработки, но отделение возвратного механизма от крышки при разборке стало менее удобным. Крышка ствольной коробки пазов для заряжания оружия из обоймы не имеет.
Ствольная коробка автомата по сравнению с коробкой винтовки АВТ несколько видоизменена в части её соединения с основанием спускового механизма. Окно для магазина меньшей длины, соответственно размерам нового патрона.
Ударно-спусковой механизм по устройству аналогичен УСМ винтовки АВТ, имеет переключение на одиночный и автоматический огонь. Главные отличия следующие: спусковая тяга и её пружина отсутствуют, спусковой крючок сдвинут вперёд и движком на своей верхней части воздействует непосредственно на шептало (коромысло). Переключение режимов стрельбы осуществляется за счёт изменения хода спускового крючка – при стрельбе одиночными выстрелами происходит сдвиг движка вниз направляющим стержнем боевой пружины и его разобщение с шепталом. При автоматическом огне спусковой крючок с движком проворачивался дальше, проскакивал положение разобщения и шептало оставалось отведённым назад, курок приводился в действие автоспуском. Предохранитель-переводчик смонтирован в основании спусковой скобы, представляет собой поворотный подпружиненный рычаг Г-образной формы. Положение для стрельбы одиночными выстрелами – верхнее, очередями – нижнее. Во включенном положении рычаг подпирает сзади спусковой крючок. К нижней стороне корпуса УСМ приварена металлическая пистолетная рукоятка, внутри которой находится хранилище для принадлежности, закрывающееся откидной крышкой с защёлкой (автомат Токарева, хранящийся в ВИМАИВиВС, имеет рукоятку с деревянными накладками, хранилище для принадлежности внутри рукоятки отсутствует).
Магазин секторный, двухрядный, с выходом патронов в два ряда. Крепление магазина на автомате осуществляется на зацеп впереди и подпружиненной защёлкой сзади. Защёлка смонтирована в передней части корпуса спускового механизма (спусковой скобы) и перемещается в горизонтальной плоскости. Хвост рычага защёлки находится в районе левого заднего угла окна для магазина. Для отделения магазина необходимо, обхватив магазин левой рукой и большим пальцем нажать на хвост защёлки назад.