90式坦克的研究和發展工作始於1974年，部件製造和試驗工作始於1977年。當時暫稱為TK-X坦克，意思是「試驗中的坦克」。
日本坦克通常是以定型年代(第一生產年度)命名的。因曾預計新坦克在1988年或1989年定型，故相繼又稱TK-X坦克為88式和89式坦克。但是由於研製周期拖長，定型日期推遲到1990年，故又稱之為90式坦克。
該坦克在1982～1984年度進行第一次整車試製時製造2輛樣車，進行了技術試驗。1986～1988年度進行了第二次整車試製，製造4輛樣車，於1987～1988年進行技術試驗，並計劃在1989年度進行使用試驗。先後兩次整車試製共製造6輛樣車。1987年夏天公開的樣車是第二次整車試製的樣車。預計新坦克在1990年定型，並立即投產，同年將生產30輛。該坦克將用於替換已經開始退役的61式坦克，還準備更新一部分74式坦克。投產後將首先裝備日本北海道的坦克師。
該坦克的研製總經費約300億日元，現估計其單價將達12.1億日元(相當於850萬美元)。原計劃採購800餘輛(與74式坦克總採購量相同)，但因價格昂貴，採購數量大致控制在400輛以下。
結構特點一、總體布置
90式坦克樣車為傳統的炮塔式坦克，車體和炮塔均用軋制鋼板焊接而成。駕駛艙在車體左前方；車體中部是戰鬥艙，其上是炮塔；車體後部為動力傳動艙。
炮塔內有2名乘員，車長位於火炮右側，炮長位於左側。駕駛艙上裝有若干個潛望鏡，其中也可裝入紅外夜視儀。
二、武器系統
1.主要武器該坦克樣車裝有1門聯邦德國萊茵金屬公司(Rheinmetall GmbH)的120mm滑膛炮，日本現已決定特許生產這種火炮。該火炮的炮管長是口徑的44倍，裝有熱護套、抽氣裝置和炮口校正裝置，還裝有反後坐裝置。該炮射速為10～11發/min。
日本曾計劃在新坦克上安裝本國製造的120mm滑膛炮，該炮是用74式坦克上裝備的L1A3式105mm線膛炮炮管擴孔製成的。樣炮完成後，命中精度和侵徹力低，加之考慮到新坦克的主炮應與美國的M1A1坦克火炮通用，最後決定採用聯邦德國萊茵金屬公司的120mm滑膛炮並安裝在第二次整車試製的樣車上。
該炮配有自動裝彈機，選擇了稱為帶狀彈艙的方式，它通過鏈帶轉動來帶動放置在炮塔尾艙內的帶式連接的炮彈來選擇彈種，使炮尾和推彈機方向一致，裝入炮彈。
2.炮彈該炮發射聯邦德國的尾翼穩定脫殼穿甲彈和多用途破甲彈，日本已決定特許生產這兩種炮彈。
這兩種彈都是整裝式彈藥，均為半可燃藥筒，尾翼穩定脫殼穿甲彈的初速大於1650m/s，直射距離1800m，破甲彈的初速大於1200m/s。
日本大錦工業公司製造的尾翼穩定脫殼穿甲彈和小松製作所(Komatsu Manufacturing Company)製造的多用途破甲彈均因彈丸的破壞能力不足而未被採用。
該坦克的彈藥基數約40發，炮尾彈倉約存放25發，車體前部右側約存放15發。
3.火控系統該坦克裝有性能先進的火控系統，由觀察瞄準裝置、測距儀、彈道計算機、直接瞄準裝置和指揮儀式瞄準裝置構成。
車長有1個裝在炮塔右側上部指揮塔前方的獨立穩定式360°迴轉的潛望式瞄準鏡，為雙目式L型，放大倍率10×，內裝摻釹釔鋁石榴石雷射測距儀(測距範圍可達5000m)；配有從炮長瞄準鏡得到的目標數據監測裝置，必要時可超越射擊。
炮長潛望式瞄準鏡裝在炮塔上部左側，為高低向獨立穩定的單目周視潛望鏡，放大倍率10×，內有熱成像夜視裝置和摻釹釔鋁石榴石雷射測距儀；還有1個輔助直接瞄準鏡，為單目式L型，放大倍率12×，內裝夜視顯示裝置。
該坦克的瞄準系統分為直接瞄準和指揮儀式瞄準兩種方式。直接瞄準是按照常規的瞄準方法來捕捉目標，而指揮儀式瞄準系統可實現行進間射擊。
由於安裝了超越控制裝置，即使在炮長發現目標並進行瞄準以後，車長若再發現其他目標構成更大威脅時，還可使炮長的目標自動改成車長發現的目標，亦即應用該裝置可在對一目標射擊的同時還可瞄準其他目標。在車長瞄準鏡內還附帶穩定型導向器，車長載上頭盔後，接通鏡的開關，車長瞄準鏡便可和炮管聯動，即炮管和車長的臉部總保持方向一致。
該坦克的火控計算機裝在炮塔的尾部，該計算機可根據橫風傳感器測得的數據及目標距離、彈種、視差修正量、耳軸傾斜、藥溫、炮膛磨損、大氣壓力、目標未來位置及其修正量的數據來計算火炮的瞄準角和提前角，使瞄準鏡十字線自動裝定。
該坦克採用被動式紅外熱成像裝置，可把敵坦克放射的紅外線通過高靈敏度紅外電視將畫面顯示在螢光屏上可同時進行目標瞄準，也可自動跟蹤。
4.輔助武器74式7.62mm並列機槍安裝在主炮左下方。
M2HB式12.7mm高射機槍安裝在炮塔右側頂部車長指揮塔和炮長艙口之間，不能從車內進行操縱。
三、推進系統
1.發動機該坦克採用三菱10ZG型2衝程10缸水冷直接噴射式廢氣渦輪增壓中冷柴油機，最大功率1103kW(1500馬力)。坦克單位功率21.2kW/t，公路最大速度70km/h。
2.傳動裝置該坦克採用帶液力變矩器的自動變速、靜液轉向式傳動裝置和電液操縱裝置。
3.行動裝置該坦克採用液氣和扭杆混合式懸掛裝置，每側有6個雙輪緣負重輪，第一、二、五、六負重輪採用液氣懸掛，第三、四負重輪採用扭杆懸掛。兩側的液氣懸掛部件不是橫向交叉連接，不能作傾斜而只能作前後俯仰調整，可使車底距地高從標準姿態降低到200mm，或提高到600mm。扭杆懸掛裝有旋轉式減振器。誘導輪在前，主動輪在後，兩側各有3個託帶輪。採用雙銷單塊式履帶，一種裝有橡膠襯墊，另一種是金屬爪齒型，兩種履帶均有端部連接器。
四、防護系統
該坦克的車體和炮塔前部採用複合裝甲，其他部位有的採用間隙裝甲。複合裝甲是冷軋含鈦高強度鋼的兩層結構，中間使用了包有芳綸纖維的蜂窩狀陶瓷夾層，並在內側罩有輕金屬，為日本獨特的複合裝甲結構。該坦克沒有對付頂部攻擊的特殊裝甲防護。兩側裙板各由7塊均質鋼板組成，厚約10mm，可產生與夾層裝甲相同的效果。裙板可以單獨向上摺疊起來，便於行動部分的維修。車內隔艙化布置，裝有自動滅火裝置。炮塔內部由防火隔板分成幾個艙，其布置與美國的M1坦克和其他現代主戰坦克相似。彈藥倉裝有閘門，炮塔後面的頂部裝有洩壓板。採用了三防裝置，即使在全密閉的情況下也可戰鬥幾個小時。還裝有雷射探測裝置，可在敵雷射測距儀照射的瞬間得知敵照射的方向。在炮塔後部兩側各裝有3具一組的73式煙幕彈發射器，可自動或半自動啟動。在炮塔後部豎有通信天線。
但是，該坦克的車體前上裝甲板和炮塔前下裝甲板之間有一明顯的間隙，高度達200mm以上，形成了一個相當大的卡彈區。
性能數據型號 90式主戰坦克
乘員 3人
戰鬥全重 約52000kg
淨重 50000kg
單位功率 21.2kW/t
單位壓力 92.2kPa
車全長 約9.700m
車體長 約7.450m
車全寬(不帶裙板) 約3.400m
車全高 2.300m
車底距地高 0.2～0.6m(可調)
履帶寬 約600mm
履帶著地長 約4.600m
公路最大速度 70km/h
公路最大行程 約300km
涉水深 1.0m
爬坡度 約60%
攀垂直牆高 約1.0m
越壕寬 約2.7m以上
發動機
生產公司 三菱重工業公司
型號 10ZG
類型 2衝程水冷直接噴射式廢氣渦輪增壓中冷柴油機
功率/轉速 1103kW/2400r/min
類型 自動傳動
傳動裝置
生產公司 三菱重工業公司
類型 自動傳動
轉向裝置類型 靜液轉向
懸掛裝置類型 液氣與扭杆複合式
主要武器口徑/類型 120mm/滑膛
並列武器口徑/型號/數量 7.62mm/74式/1挺
防空武器口徑/型號/數量 12.7mm/M2HB式/1挺
煙幕彈發射器數量 2×3具
彈藥基數 約40發
穿甲彈初速 1650m/s以上
破甲彈初速 1200m/s以上
射速 10～11發/min
炮塔旋轉範圍 360°
火炮穩定器
水平向 有
高低向 有
火控系統類型 指揮儀式
車長超越控制 有
裝甲結構類型 複合裝甲
三防裝置 有
滅火抑爆系統 有
雷射探測器 有