概述
90式坦克的研究和发展工作始于1974年，部件制造和试验工作始于1977年。当时暂称为TK-X坦克，意思是“试验中的坦克”。
日本坦克通常是以定型年代命名的。因曾预计新坦克在1988年或1989年定型，故相继又称TK-X坦克为88式和89式坦克。但是由于研制周期拖长，定型日期推迟到1990年，故又称之为90式坦克。
该坦克在1982～1984年度进行第一次整车试制时制造2辆样车，进行了技术试验。1986～1988年度进行了第二次整车试制，制造4辆样车，于1987～1988年进行技术试验，并计划在1989年度进行使用试验。
先后两次整车试制共制造6辆样车。1987年夏天公开的样车是第二次整车试制的样车。预计新坦克在1990年定型，并立即投产，同年将生产30辆。该坦克将用于替换已经开始退役的61式坦克，还准备更新一部分74式坦克。投产后将首先装备日本北海道的坦克师。
该坦克的研制总经费约300亿日元，现估计其单价将达12.1亿日元。原计划采购800余辆，但因价格昂贵，采购数量大致控制在400辆以下。
总体布置
90式坦克样车为传统的炮塔式坦克，车体和炮塔均用轧制钢板焊接而成。驾驶舱在车体左前方；车体中部是战斗舱，其上是炮塔；车体后部为动力传动舱。
炮塔内有2名乘员，车长位于火炮右侧，炮长位于左侧。驾驶舱上装有若干个潜望镜，其中也可装入红外夜视仪。
武器系统
主要武器
该坦克样车装有1门联邦德国莱茵金属公司的120毫米滑膛炮，日本现已决定特许生产这种火炮。该火炮的炮管长是口径的44倍，装有热护套、抽气装置和炮口校正装置，还装有反后坐装置。该炮射速为10～11发/分钟。
日本曾计划在新坦克上安装本国制造的120毫米滑膛炮，该炮是用74式坦克上装备的L1A3式105毫米线膛炮炮管扩孔制成的。
样炮完成后，命中精度和侵彻力低，加之考虑到新坦克的主炮应与美国的M1A1坦克火炮通用，最后决定采用联邦德国莱茵金属公司的120毫米滑膛炮并安装在第二次整车试制的样车上。
该炮配有自动装弹机，选择了称为带状弹舱的方式，它通过链带转动来带动放置在炮塔尾舱内的带式连接的炮弹来选择弹种，使炮尾和推弹机方向一致，装入炮弹。
炮弹
该炮发射联邦德国的尾翼稳定脱壳穿甲弹和多用途破甲弹，日本已决定特许生产这两种炮弹。
这两种弹都是整装式弹药，均为半可燃药筒，尾翼稳定脱壳穿甲弹的初速大于1650米/秒，直射距离1800米，破甲弹的初速大于1200米/秒。
日本大锦工业公司制造的尾翼稳定脱壳穿甲弹和小松制作所制造的多用途破甲弹均因弹丸的破坏能力不足而未被采用。
该坦克的弹药基数约40发，炮尾弹仓约存放25发，车体前部右侧约存放15发。
火控系统
该坦克装有性能先进的火控系统，由观察瞄准装置、测距仪、弹道计算机、直接瞄准装置和指挥仪式瞄准装置构成。
车长有1个装在炮塔右侧上部指挥塔前方的独立稳定式360°回转的潜望式瞄准镜，为双目式L型，放大倍率10，内装掺钕钇铝石榴石激光测距仪；配有从炮长瞄准镜得到的目标数据监测装置，必要时可超越射击。
炮长潜望式瞄准镜装在炮塔上部左侧，为高低向独立稳定的单目周视潜望镜，放大倍率10，内有热成像夜视装置和掺钕钇铝石榴石激光测距仪；还有1个辅助直接瞄准镜，为单目式L型，放大倍率12，内装夜视显示装置。
该坦克的瞄准系统分为直接瞄准和指挥仪式瞄准两种方式。直接瞄准是按照常规的瞄准方法来捕捉目标，而指挥仪式瞄准系统可实现行进间射击。
由于安装了超越控制装置，即使在炮长发现目标并进行瞄准以后，车长若再发现其他目标构成更大威胁时，还可使炮长的目标自动改成车长发现的目标，亦即应用该装置可在对一目标射击的同时还可瞄准其他目标。
在车长瞄准镜内还附带稳定型导向器，车长载上头盔后，接通镜的开关，车长瞄准镜便可和炮管联动，即炮管和车长的脸部总保持方向一致。
该坦克的火控计算机装在炮塔的尾部，该计算机可根据横风传感器测得的数据及目标距离、弹种、视差修正量、耳轴倾斜、药温、炮膛磨损、大气压力、目标未来位置及其修正量的数据来计算火炮的瞄准角和提前角，使瞄准镜十字线自动装定。
该坦克采用被动式红外热成像装置，可把敌坦克放射的红外线通过高灵敏度红外电视将画面显示在荧光屏上可同时进行目标瞄准，也可自动跟踪。
辅助武器
74式7.62毫米并列机枪安装在主炮左下方。
M2HB式12.7毫米高射机枪安装在炮塔右侧顶部车长指挥塔和炮长舱口之间，不能从车内进行操纵。
推进系统
发动机
该坦克采用三菱10ZG型2冲程10缸水冷直接喷射式废气涡轮增压中冷柴油机，最大功率1103千瓦。坦克单位功率21.2千瓦/吨，公路最大速度70千米/小时。
传动装置
该坦克采用带液力变矩器的自动变速、静液转向式传动装置和电液操纵装置。
行动装置
该坦克采用液气和扭杆混合式悬挂装置，每侧有6个双轮缘负重轮，第一、二、五、六负重轮采用液气悬挂，第三、四负重轮采用扭杆悬挂。
两侧的液气悬挂部件不是横向交叉连接，不能作倾斜而只能作前后俯仰调整，可使车底距地高从标准姿态降低到200毫米，或提高到600毫米。
扭杆悬挂装有旋转式减振器。诱导轮在前，主动轮在后，两侧各有3个托带轮。采用双销单块式履带，一种装有橡胶衬垫，另一种是金属爪齿型，两种履带均有端部连接器。
防护系统
该坦克的车体和炮塔前部采用复合装甲，其他部位有的采用间隙装甲。复合装甲是冷轧含钛高强度钢的两层结构，中间使用了包有芳纶纤维的蜂窝状陶瓷夹层，并在内侧罩有轻金属，为日本独特的复合装甲结构。该坦克没有对付顶部攻击的特殊装甲防护。
两侧裙板各由7块均质钢板组成，厚约10毫米，可产生与夹层装甲相同的效果。裙板可以单独向上折叠起来，便于行动部分的维修。车内隔舱化布置，装有自动灭火装置。炮塔内部由防火隔板分成几个舱，其布置与美国的M1坦克和其他现代主战坦克相似。
弹药仓装有闸门，炮塔后面的顶部装有泄压板。采用了三防装置，即使在全密闭的情况下也可战斗几个小时。还装有激光探测装置，可在敌激光测距仪照射的瞬间得知敌照射的方向。在炮塔后部两侧各装有3具一组的73式烟幕弹发射器，可自动或半自动启动。在炮塔后部竖有通信天线。
但是，该坦克的车体前上装甲板和炮塔前下装甲板之间有一明显的间隙，高度达200毫米以上，形成了一个相当大的卡弹区。
性能特点
远看90式坦克的轮廓和框架有些像“豹”2，车体和炮塔的形状扁平且方正，但个头和体重比“豹”2要矮小和轻多了，车下部负重轮和车上部烟幕弹发射器也少。
它车体长7.5米，宽3.43米，高2.3米；最大重量50吨，比“豹”2及改进型要轻5～10吨。外形尺寸小和低车姿结构是它的主要外部特征。
90式坦克武器系统的先进性得益于技术引进。它装置了典型的德国莱茵公司精品120毫米滑膛炮，那是日本制钢所获得德国莱茵金属公司许可生产的世界标准型火炮。火炮身管长为44倍口径，身管外装热护套，中间有抽烟器，前端左侧装置炮口基准仪。
滑膛炮没有膛线，对弹丸产生阻力小，炮弹不旋转，穿甲弹依靠弹翼获得空力稳定，利于使用细长型弹丸增大穿甲能力；滑膛炮身的压力也因此比线膛炮小，炮身可以采取薄壁型，从而实现火炮身管轻量化。90式的坦克炮充分利用了滑膛炮提供的这些条件。
它的火控系统有独创性，曾领先世界先进潮流几年。这个系统包括激光测距仪、热成像仪、火控计算机和车长、炮长观瞄装置等。热成像仪通过图像获取和处理实现自动目标跟踪功能。瞄准装置实现了行车中稳定，增强了观察和目标捕捉能力，不但实现了行进间射击，而且提高了射击精度。
它采用了日本自制的自动装弹机，发射炮弹速度相当快。所用炮弹主要是钨合金尾翼稳定脱壳穿甲弹和多用途空心装药破甲弹。钨合金穿甲弹性能与美国贫铀穿甲弹相当，弹长884毫米、重19公斤，初速1.65公里/秒，在两公里射程上能穿透700毫米厚钢装甲。
它的发动机和传动装置组装了结构紧凑的一体化动力传动部件。发动机采用三菱重工生产的两冲程水冷V型涡轮增压柴油发动机，输出功率达811千瓦。传动装置里有带闭锁离合器的三菱变矩式行星齿轮自动变速箱，通过电液控制能够实现灵活的变速。通过液压悬挂装置来控制车姿是它所独有的特点。
它只能进行纵向的车姿变换，在日本到处是林山野峦、斜坡弯道的地形条件下，这有利于弥补射击时的俯仰角。它以小间隔配置了负重轮，用扭杆降低下振幅，对于在起伏地上行驶极为有利。它的燃油储量为1100升，最大速度70公里/小时，最大行程340公里。备有潜水装置，具有涉两米深水域能力。
90式坦克的装甲防护采用了新材料技术，在命中概率较大的车体和炮塔前部安装了自制的复合装甲，复合装甲里含有数层金属材料和陶瓷材料夹层。在车体其他部位使用了间隔装甲。但侧面配置了普通装甲裙板。
它的特种防护措施是配有“三防”装置、自动灭火装置和激光预警装置。激光预警装置安装在炮塔前上部，能够探测来自前方、侧面的激光照射并发出警报，告知坦克采取机动规避或发射烟幕弹等对抗措施。
90式坦克于1990年开始少量装备日本陆上自卫队，成建制装备到连队的是1994年。这年，第71坦克连成为日本陆上自卫队第一个全部换装90式坦克的连队。使用中，人们发现90式存在不少问题。
90式坦克与世界其他最先进坦克的突出差距是没有采用数字化信息系统。虽然单辆90式性能并不逊色，可它无法使坦克群有机联合成一个整体，难以发挥高度一体化的战斗能力。
它的装甲防护弱，但因未采用模块装甲组件技术，要加强装甲防护只能靠加挂附加装甲，这势必增加车重，给机动力带来麻烦。要知道90式坦克的一个很大弱点是单位压力大得惊人，达到87千帕，这决定了它能通过的地域范围很小，自然限制了它的机动能力。
要通过多障碍地带，驾驶员和车长必须把注意力高度集中到道路的选择上，就难以很好应对战场上突然出现的情况；坦克火力的发挥、坦克的主动防护质量也都会受到影响。
90式过不去沼泽地这一关，就连长满芦苇的潮湿的浅水河岸也一去就陷。它服役至今还没有穿过森林地带的经验，它的“森林机动性”是否良好仍打着问号。
然而，如果把90式的单位压力减小到74千帕，就得在减轻防护装甲重量上打主意，起码要将炮塔上的较重的复合装甲换成较轻的“鱼鳞”装甲，可那会付出降低坦克防护力的代价。这对防护力原本不足的90式来说实在是个大难题。
它在起伏地形上采用液气悬挂装置来控制车姿，加上履带着地长的原因，车体会晃动不已，制动时和射击之后的车体纵向摆动根本无法控制，妨碍下一发弹药的发射。
90式坦克的爪齿式钢制履带对地面的附着力较弱，甚至出现横向打滑的现象，还不如74式坦克的钢制履带实用。它的夜间驾驶操作性能并不理想。
驾驶员在操作变速箱的开关时眼睛要一直紧盯着微光夜视仪的画面，这一方面对驾驶员的训练提出了更高的要求，另一方面也容易加快驾驶员视觉疲劳。
90式坦克火控系统先进。它所采用的几项创新技术曾令国际兵家称道，可是它的基本设计理念仍然揉掺着陈旧的思路。它不是立足于“首发命中”而是“次发命中”。
它控制火控系统各子系统的开关设置与操作程序脱节，开关排列比较混乱，这给乘员完成操作带来不便，也使乘员培训增加了难度。
它的炮长瞄准镜的位置较高，车长左方向的视察根本无法进行。那个固定的重机枪支柱也对车长观瞄有妨碍。当坦克处于左梯队战斗队形中时，车长如果要把左梯队战车收入视线内，坦克炮塔就得转动以使炮长瞄准镜挡不着车长左观，这样，坦克炮就不能朝向正面了，这显然违背了作战常识。
它采用自动装弹机，减少一名乘员，节省了装填手作业空间，有利于实现结构紧凑化，也克服了人工装填炮弹的困难，可是它忽略了自动装弹机故障率增加和战场人体工程学的因素。
战场上，一辆坦克被摧毁，3名乘员坦克的人员伤亡肯定少于4名乘员坦克。可是，若一辆坦克被毁伤，就其能行动或保持一定程度战斗力的可能性来说，4名乘员坦克又比3名乘员坦克要大。士兵和一些装甲车专家指出“90式坦克的运用指南完全脱离实际”。