Ударно-спусковой механизм пистолета ударникового типа. Он выполнен несамовзводным, т. е. для производства первого выстрела при вставленном в рукоять магазине нужно отвести назад затвор и отпустить его. При этом патрон будет подан в патронник, сжата боевая пружина, а ударник встанет на боевой взвод.
Следует отметить, что такой ударно-спусковой механизм делает невозможным быстрое применение оружия. Если же пистолет носить постоянно взведенным, то он может представлять собой опасность прежде всего для пользователя, так как при износе шептала возможен срыв ударника с боевого взвода. Кроме того, при ношении постоянно взведенного пистолета могут возникать осечки из-за «осаживания» боевой пружины.
Длина ствола составляет 67,5 мм. Он снимается при разборке, но неподвижен при стрельбе.
Рамка пистолета, затвор и другие детали изготовлены из стали. Для защиты от коррозии они подвергались воронению.
Рукоять обеспечивает удобство и достаточную надежность удержания оружия при стрельбе. Образцы пистолета, проходившие испытания в начале 1920-х гг., имели накладки, изготовленные из дерева. У образцов более позднего выпуска они пластмассовые со стилизованным клеймом «ТОЗ» в верхней части. В основание рукояти встроена защелка магазина.
Пистолет снабжен неавтоматическим предохранителем, флажок которого находится на левой стороне рамки над спусковым крючком. Во включенном положении он блокирует только спусковой крючок, но не воздействует на ударник, что не исключает возможность его срыва с боевого взвода и производство случайного выстрела.
Прицельные приспособления включают постоянную мушку и перемещаемый целик.
Прицельная стрельба обеспечивается на дальность до 25 м.
По имеющимся сведениям, после принятия на снабжение Красной армии стандартного пистолетного патрона 7,62×25 мм (модификация патрона 7,63×25 мм Mauser) С. А. Коровин переделал свой пистолет и под этот патрон, однако дальнейшего развития эта разработка не получила.
Первый штатный пистолет Красной армии ТТ имел отнюдь не идеальную конструкцию. По этой причине уже в 1938 г. в СССР был объявлен конкурс на новый армейский пистолет с улучшенными боевыми и эксплуатационными качествами. Начавшаяся в 1941 г. Великая Отечественная война не позволила довести работы над этим пистолетом до принятия его на вооружение. В то же время опыт боевого использования ТТ позволил уточнить требования к новому пистолету: он должен иметь меньшие, чем ТТ, размеры и массу, самовзводный ударно-спусковой механизм, надежный предохранитель и боеприпас с повышенным останавливающим и убойным действием пули.