Компоновочная схема танка Т-24 отличалась от классической трехъярусным размещением оружия и представляла собой улучшенный вариант схемы компоновки танка Т-12. По сравнению с предшественником новая машина имела меньшую толщину броневых листов и измененную конструкцию корпуса и башни. В лобовом листе корпуса слева появилась установка курсового пулемета. В корпусе была также произведена перекомпоновка оборудования с увеличением жесткости днища моторно-трансмиссионного отделения и переносом топливных баков из отделения управления в боковые ниши. Кроме того, в носовой части предусмотрели место для радиостанции.
Экипаж состоял из пяти-шести человек. Механик-водитель располагался у правого борта корпуса и осуществлял управление машиной с помощью рулевой колонки. Слева от механика-водителя размещался пулеметчик. Командир танка находился в главной башне и выполнял одновременно функции наводчика и пулеметчика. Справа от него было место заряжающего, который также выполнял обязанности стрелка из лобового башенного пулемета. В малой башне имелось рабочее место пулеметчика.
В малой башне (верхний ярус) был установлен 7,62-мм пулемет ДТ, в главной башне (средний ярус) – 45-мм пушка обр. 1930 г. и два 7,62-мм пулемета ДТ (курсовой и тыльный), в подбашенной коробке (нижний ярус) – 7,62-мм пулемет ДТ. В боекомплект танка входили 89 артиллерийских выстрелов с бронебойным снарядом, осколочной гранатой и картечью, а также 8000 патронов к пулеметам.
Броневая защита корпуса и башни была противопульной, изготовленной из броневых листов толщиной 8,5 и 20 мм. Она обеспечивала защиту лобовой части машины от огня крупнокалиберных пулеметов. Соединение броневых деталей производилось с помощью заклепок. Герметизация корпуса машины была усовершенствована.
По сравнению с танком Т-12 конструкцию башни усовершенствовали с применением фасонной цилиндрической брони и обеспечив удобство использования вооружения.
В кормовой части корпуса установили четырехтактный восьмицилиндровый V-образный карбюраторный двигатель М-6 жидкостного охлаждения. Этот двигатель был задросселирован до мощности 250 л.с. (184 кВт) при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1800 об/мин. Пуск двигателя производился с помощью двух электростартеров «Бош» мощностью 2,5 л.с. (1,84 кВт). В системе зажигания использовались два четырехискровых магнето правого и левого вращения марки ВТН или Н8, А8, СЕО-Н8 и «Зингер 8Ц». Емкость топливных баков составляла 460 л. Запас хода достигал 120 км.
Улучшили систему охлаждения двигателя и трансмиссии с использованием принудительного охлаждения в радиаторах всего количества масла из системы смазки двигателя и коробки передач.