M1艾布拉姆斯系列主战坦克的武器系统主要包括1门北约制式的105mm M68E1线膛炮。与M60坦克的M68炮相比，M1坦克的火炮进行了改进，如优化了摇架结构，减轻至115kg，这使得炮塔内部空间得以优化。反后坐装置也进行了升级，采用了液压驻退机和同心式复进机，降低了液压压力至12.25MPa。该炮装备了测量炮管弯曲的炮口校正系统，初始弹药基数为55发，分为不同位置存放。
M68E1火炮可发射多种炮弹，包括M735曳光尾翼稳定脱壳穿甲弹、M774曳光尾翼稳定脱壳穿甲弹、M883曳光尾翼稳定贫铀弹芯穿甲弹和教练弹M737TPDS。以M774为例，其初速达到1524m/s，直射距离约为1700m。坦克配备了指挥仪式数字式火控系统，炮长主瞄准镜与火炮独立稳定，火炮电液驱动，能追踪目标。系统能进行行进间射击，适用于固定和运动目标。
M1坦克的火控计算机由加拿大Computing Devices Company研制，采用全求解的固态设计，能自动输入和手动输入多种数据进行弹道计算，距离范围在200至4000米。主瞄准镜为单目潜望式，集成激光测距仪和热像仪，提供全天候瞄准。坦克计划升级至10.6μm波长的CO2激光测距仪以增强在烟幕环境下的作战能力。
尽管与豹2坦克的火控系统同属指挥仪式，M1坦克为了降低成本，简化了车长瞄准镜配置，仅有一个延伸自炮长瞄准镜的望远镜，车长依赖炮长进行目标搜索。主瞄准镜仅在水平方向非独立稳定，减少了自动输入数据，但仍保持了20%的成本效益。辅助武器包括一挺M240式7.62mm并列机枪和一挺M2式12.7mm机枪，分别安装在炮塔右侧和车长指挥塔上，提供全方位的防御能力。
在两车计划被相继取消后，美国陆军随即提出研制XM1坦克计划，于1972年2月成立了一个由使用单位、研制单位和陆军参谋部3方组成的特别任务小组，正式开始了XM1坦克的研制工作。