КрАЗ ЧР-3120 – один из самых оригинальных и революционных советских армейских грузовиков с шарнирно-сочлененной рамой и высокорасположенной кабиной. Был максимально унифицирован с машиной ЧР-3130, от которой отличался усиленной двухсекционной разрезной рамой с мощным вертикальным шарниром, вокруг которого при помощи гидроцилиндров осуществлялся поворот автомобиля путем отклонения обеих секций относительно друг друга на угол до 40º в каждую сторону. Эта система с обычными рулевым механизмом и рулевым колесом от автомобиля КрАЗ-255Б была разработана и изготовлена в НАМИ в 1970-е годы для своего опытного трубовоза НАМИ-0127, а затем ее передали на КрАЗ.
На передней двухосной моторной секции находились кабина и 360-сильный двигатель, с правой стороны которого располагались радиатор охлаждения и вентилятор с приводом от гидромотора. Под кабиной в особом тоннеле размещалась коробка передач с «раздаткой» для привода обоих передних мостов и гидронасоса.
На задние колеса крутящий момент карданными валами передавался через редуктор, установленный в центральном шарнирном блоке. Обе пары колес были унифицированы с ведущими тележками грузовика КрАЗ-260 и снабжались рессорно-балансирной подвеской. В случае выхода из строя тягового двигателя в комплектацию входил запасной ручной гидронасос. На задней двухосной секции находилась грузовая платформа с монтажной длиной 6,5 м для перевозки грузов и установки надстроек массой до 16 т.
В процессе заводских и военных испытаний на автомобиле монтировали стандартные широкопрофильные шины 1300x530 – 533 от грузовых «кразов» или арочные Я-186 диаметром 1300 мм и шириной 750 мм, обеспечивавшие проходимость на уровне гусеничной техники. По сравнению с моделью ЧР-3130 при увеличении габаритной длины на 1,7 м радиус поворота сократился на полметра. В 1983 году появился второй 18-тонный длиннобазный вариант ЧР-3120.02 с удлиненной безбортовой грузовой секцией с монтажной длиной 10 м, что привело к увеличению длины машины на 2,1 м. Вполне естественно, что столь необычная, массивная, тяжелая и дорогая конструкция, требовавшая огромных затрат на организацию спецпроизводства и технического обслуживания, отпугнула военных.