| 主砲 | A～Ｆ型：7.5cm KwK 37（24口径、80～122発）
Ｆ２～Ｇ型：7.5cm KwK 40(43口径、87発） Ｈ～Ｊ型：7.5cm KwK 40（48口径、87発） |
| 副武装 | ラインメタル/マウザー・ヴェルケMG34機関銃２丁（7.92×57㎜モーゼル弾、3150発） |
| 装甲 | 砲塔
前面:50mm 駐退機前面:80mm 側面・後面:30mm 上面:16-25mm 車体 前面:80mm 側面:30mm 後面:20mm 上面:16mm |
1937年より生産されたした4号戦車は、もともと歩兵火力支援のために作られていたことから、火力も装甲も貧弱なものだった。これは当時の諸外国における歩兵支援用の戦車と比べ、火力は同等でも装甲という面では劣るものだった。また、装甲が軽い反面、機動力には優れていた。以後、徐々に装甲は厚くなったものの、F型初期に至るまで主砲は強化されなかった。
1941年に独ソ戦が始まると、ソ連軍のＴ-34戦車に対してドイツの対戦車兵器の威力不足が措定した（T-34ショック）。これを受けてF型の生産途中から方針を転換し、F2型から長砲身の43口径75㎜砲に換装した（直後G型で48口径75㎜砲に再び換装）。合わせて装甲も増加され、これにより3号戦車に代わって対戦車部隊の主力となった。