В духе концепции всеракурсной защиты, свойственной всем машинам семейства «Меркава», защищенность танка со стороны кормы также увеличена путем установки в кормовом бронелисте вместо отсеков ФВУ и акуумуляторных батарей бронированных топливных баков. Трубопроводы горючего от дополнительных баков проведены в межбронном пространстве надгусеничных спонсонов.
Установка 120-мм гладкоствольной пушки резко усилила огневую мощь танка. Конструкция пушки во многом аналогична германскому 120-мм танковому орудию Rh-120 и американскму М-256, однако система отката ствола после выстрела израильской пушки более компактная. Стрельба из 120-мм орудия танка «Меркава» Мк.3 возможна всеми типами американских и германских боеприпасов. На стволе орудия закреплен термоизоляционный кожух, а в средней части ствола смонтирован эжектор для удаления пороховых газов. Демонтаж эжектора не требует снятия термоизоляционного кожуха. Замена ствола орудия производится без поднятия башни.
Стандарнтный боезапас к орудию по сравнению с танками Мк.1 и Мк.2 уменьшен до 50 выстрелов. Выстрелы хранятся в индивидуальных контейнерах, конструкция которых аналогична четырехснарядным контейнерам, применявшимся на танках предыдущих модификаций. Пять готовых к выстрелу снарядов из пятидесяти находятся в специальном магазине барабанного типа, установленном на вращающемся полике башни. Уровень защиты первых выстрелов аналогичен выстрелам, хранимым в индивидуальных контейнерах. Магазин и полуавтоматическая система подачи боеприпасов к орудию являются частью разрабатываемого автомата заряжения. Заряжающий загружает магазин боеприпасами из индивидуальных контейнеров, с помощью ножного привода выстрел поднимается, после чего вручную досылается в казенник пушки. Считается, что подобная схема позволяет достичь компромисса между относительно простым механизмом заряжания, значительно облегчающем работу заряжающего и увеличивающего скорострельность и требованием военных сохранить экипаж из четырех человек.
Объем боевого отделения удалось несколько увеличить с целью улучшения условий работы экипажа.
Пулеметно-минометное вооружение танка не претерпело изменений. В передней части башни по бортам установлено по одному четырех- ствольному блоку дымовых гранатометов калибра 78,5 мм.
На танке установлена новая система управления оружием, разработанная фирмой Элбит. У наводчика установлен новый прицел с независимой от положения ствола орудия стабилизацией оптической оси. Прицел имеет 12-кратное увеличение. В прицел интегрирован лазерный дальномер. Ночной канал прицела наводчика имеет 5-кратное увеличение. Прицел наводчика имеет устройство автосопровождения цели. У командира также установлен новый стабилизированный прицел с 4-14-кратным увеличением и ночным каналом, независимым от ночного канала прицела наводчика. Прицел командира связан с прицелом наводчика оптическим каналом, благодаря чему командир может осуществлять целеуказание. Электрогидравлические приводы разворота башни и наведения орудия в вертикальной плоскости заменены полностью электрическими.
