Двигатель. Танк Т-80 был оснащен силовым агрегатом ГАЗ-203Ф (позднее обозначался как М-80) из четырёхтактных спаренных рядных карбюраторных шестицилиндровых двигателей ГАЗ-80 имеющих жидкостное охлаждение. В итоге суммарная максимальная мощность ГАЗ-203Ф равнялась 125 кВт (170 л. с.) при 3,4 тыс. оборотах в минуту. На обоих двигателях устанавливались карбюраторы К-43. Для соединения коленчатых валов двигателей служила муфта с упругими втулками. Чтобы исключить продольные колебания агрегата картер маховика переднего двигателя ГАЗ-80 соединялся с правым бортом машины тягой. Каждая «половинка» ГАЗ-203Ф имела свои системы зажигания, подачи топлива и смазки. В системе охлаждения имелся общий для всего агрегата водяной насос, однако водомасляный радиатор выполнялся двухсекционным, каждая секция которого отвечала за обслуживание отдельного ГАЗ-80. ГАЗ-203Ф оснащался масляно-инерционным воздухоочистителем.
Танк Т-80 как и Т-70 являющийся его предшественником, имел предпусковой подогреватель двигателя для его использования зимой. Между двигателем и бортом танка устанавливался цилиндрический котёл, благодаря термосифонной циркуляции антифриза в котором происходил подогрев. Котёл разогревался при помощи наружной бензиновой паяльной лампы. Водомасляный радиатор и котёл подогревателя являлись частью системы охлаждения силового агрегата. Пуск двигателя осуществлялся при помощи двух параллельно соединённых стартеровСТ-06 (мощность 1,5 кВт или 2 л.с.). Также танк заводился буксировкой другим танком или ручной рукояткой. В кормовом отделении располагались два топливных бака, общий объём которых составлял 440 литров. Топлива хватало, чтобы преодолеть 320 километров по шоссе. Для Т-80 топливом служил авиабензин марок Б-70 или КБ-70.
Трансмиссия. Танк Т-80 имел механическую трансмиссию, в составе которой имелись:
-полуцентробежный двухдисковый главный фрикцион сухого трения (сталь по феродо);
-карданный вал;
-четырёхступенчатая коробка передач (4 передних и 1 задняя), использовались детали грузовика ЗиС-5;
-коническая главная передача;
-пара многодисковых бортовых фрикционов сухого трения (сталь по стали) с ленточными тормозами, имеющими накладки из феродо;
-пара однорядных простых бортовых редуктора.
Танк имел механические приводы управления трансмиссией. Механик-водитель управлял торможением и поворотом танка при помощи двух рычагов размещенных по обе стороны его рабочего места.
Ходовая часть. Танк Т-80 имел ходовую часть, практически полностью повторяющую ходовую часть Т-70М. Подвеска машины — торсионная индивидуальная без амортизаторов для каждого из пяти односкатных сплошных опорных штампованных катков (диаметр 550 миллиметров) с резиновыми бандажами на каждом борту. Напротив узлов подвески ближних к корме к бронекорпусу были приварены ограничители хода балансиров подвески оснащенные резиновыми буферами смягчающими удар. Для третьего и первого узлов подвески поддерживающие катки играли роль ограничителей. Ведущие колёса цевочного зацепления, имеющие съёмные зубчатые венцы, располагались спереди, а сзади – унифицированные с опорными катками ленивцы оснащенные механизмом натяжения гусеницы. Для поддержки верхней ветви гусеницы по каждому борту служили три малых поддерживающих катка. К корпусу танка при помощи клёпки крепились отбойники, предотвращающие заклинивания гусеницы во время движения танка со значительным креном. Мелкозвенчатая гусеница состояла из 80 траков. Двухгребневой трак равнялся 300 миллиметрам.
Вооружение. Основное вооружение Т-80 – полуавтоматическая нарезная 45-миллиметровая танковая пушка образца 1938 года (обозначение 20Км или 20-Км). Орудие устанавливалось на цапфах в продольной плоскости симметрии башни. Длина пушки 20-К – 46 калибров, высота линии огня – 1630 миллиметров, дальность стрельбы прямой наводкой - 3600 метров, максимально возможная — 6000 метров. 7,62- миллиметровый пулемёт ДТ был спарен с орудием. Пулемет легко снимался со спаренной установки для использования вне танка. Диапазон углов возвышения спаренной установки −8° +65°, по горизонтали – 360°. Зубчатый поворотный механизм башни имел ручной привод, который размещался слева от командира. Подъёмный механизм пушки (с ручным приводом, винтового типа) располагался справа. Спуск пушки – электрический, пулемёта — механический.
Бронекорпус и башня. Бронекорпус танка был сварен из катаных гетерогенных (использовалась поверхностная закалка) бронеплит толщиной 10, 15, 25, 35 и 45 миллиметров. Броневая защита – противопульная дифференцированная. Кормовые и лобовые броневые плиты устанавливались под рациональными углами наклона, борта вертикальные. Борта Т-80 изготавливались из двух бронеплит, которые соединялись при помощи сварки. Чтобы усилить сварной шов внутри корпуса устанавливали вертикальную балку жёсткости, которая присоединилась к задней и передней бортовым частям при помощи клёпки. Некоторые бронеплиты корпуса (надрадиаторный и надмоторный листы) выполнялся съёмным для более удобной замены и обслуживания различных агрегатов и узлов танка. Место механика-водителя размещалось в передней части корпуса с небольшим смещением влево от центральной продольной плоскости танка. Люк для его посадки-высадки размещался на лобовой бронеплите и снабжался уравновешивающим механизмом облегчающим открывание. Наличие данного люка ослабляло стойкость к снарядным попаданиям верхней лобовой детали. Днище танка Т-80 сваривалось из трёх 10-миллиметровых бронеплит. Для обеспечения жёсткости днища к нему приваривали поперечные коробчатые балки. В балках размещались торсионы узлов подвески. Под местом механика водителя в передней части днища был выполнен аварийный люк-лаз. Корпус также имел несколько люков, лючков, воздухопритоков и технологических отверстий предназначенных для вентиляции обитаемой части танка, слива масла и топлива, доступа к горловинам баков, другим агрегатам и узлам машины. Некоторые из этих отверстий защищались броневыми крышками, кожухами и заслонками.
Борта шестигранной сварной башни имеющей форму усечённой пирамиды выполнялись из 35-миллиметровых броне листов. Борта не имели рационального угла наклона, что позволило увеличить внутреннее пространство для размещения двух членов экипажа. Сварные стыки граней усиливались броневыми угольниками. Лобовую часть башни защищала бронемаска толщиной 45 миллиметров, в которой были выполнены амбразуры для установки прицела, пулемёта и пушки. Ось вращения башни с плоскостью продольной симметрии танка не совпадала, так как двигатель устанавливался по правому борту машины. В крыше башни была установлена неподвижная командирская башенка, имеющая откидной люк для посадки-высадки командира танка. В данном люке был установлен полноповоротный перископический зеркальный смотровой прибор. Наводчик посадку-высадку осуществлял через свой откидной люк, размещенный слева от командирской башенки. Башню устанавливали на шариковой опоре. Для фиксации служили захваты исключающие сваливание при опрокидывании или сильном крене танка.