９９式自行榴弹炮的战斗全重为４０吨，乘员４人，全长１１．３米，全宽３．２米，全高４．３米。车体前部左侧为动力舱，右侧为驾驶室，车体的中后部为战斗室。车体部分的外观和日本的８９式步兵战车很相像。日本军方称９９式自行榴弹炮的车体是新设计的，但底盘上的某些部件可以和８９式步兵战车通用。
其动力装置为直列６缸水冷柴油机，最大功率６００马力，和８９式步兵战车一样。不过，８９式步兵战车的战斗全重只有２６吨，这说明９９式自行榴弹炮的单位功率很低。其最大速度只有４９．６千米／小时，比８９式步兵战车的７０千米／小时要低得多。由于自行榴弹炮在机动性上比坦克和步兵战车要稍差些，单位功率低些也是允许的。
行动装置上，每侧有７个负重轮、３个托带轮，主动轮在前，诱导轮在后，这也是自行榴弹炮通常的布置方式。第１、２、６、７负重轮处装有液压减震器。悬挂装置为扭杆式，履带板为双销式，可加装橡胶垫块
车体前部中央有炮身的行军固定器。从照片上看，它的结构还是挺复杂的。因为这是一套遥控自动装置，炮身的固定和解脱以及行军固定器的竖起和放倒，都可以在车内遥控操纵。更绝的是，在远距离行军中，为了防止长长的炮身妨碍炮车机动，可以手动操纵将炮身缩进炮塔一段距离。如果你注意到火炮身管上有两个固定器连接套箍，你该明白它不是虚设的。不过，在炮身缩回的状态下，自动装弹机不能使用。炮身的伸缩只需一分钟便可完成。
炮塔的装甲材料和结构尚未公布，估计为铝合金装甲全焊接结构。炮塔内，左前部为车长（也叫炮班长），它的后面是装填手，右前部为炮长，炮塔后部为炮尾部及自动装弹机机构。炮塔内部稍嫌狭窄，但电子设备布置得井井有条，显示出设计者的匠心。尽管炮塔内有自动装弹机，但车内还是有一名装填手，这说明设计者想在乘员的配置上有一定“冗余度”。
炮车上的舱门也不算少，包括驾驶员舱门、炮塔顶部的两个舱门、炮塔两侧的两个舱门、车体后门等。值得一提的是，炮塔后部右侧有一个突出的装甲壳体，有点像航天空间站的对接连接器，可以和供弹车对接，对接后即可自动地向车内补充弹药。
