Танк Т-37А отличался от Т-37 незначительным усилением броневой защиты, измененной компоновкой агрегатов и формой кормовой части. Для обеспечения плавучести танк был оснащен дополнительными поплавками, которые размещались на надгусеничных полках вдоль бортов корпуса.

Новая машина имела несколько большие габариты и массу, изменилась конфигурация верхней части башни и подбашенной коробки. В конструкции применены автомобильные двигатель, сцепление (главный фрикцион), коробка передач, главная передача.

Т-37А сохранил компоновочную схему корпуса прототипа: переднее расположение трансмиссионного отделения, среднее — отделения управления (совмещено с боевым) и кормовое — моторного с приводом водоходного движителя. При таком варианте сохранялась приемлемая длина корпуса, из отделения управления обеспечивался неплохой обзор местности, создавалось небольшое непростреливаемое пространство в направлении движения вперед. Посадка производилась через люки в башне и крыше отделения управления.

Корпус и башня каркасные, бронирование противопульное. На шариковой опоре крыши подбашенной коробки устанавливалась башня цилиндрической формы, смещенная к правому борту. Ее поворот осуществлялся вручную с помощью приваренных внутри рукояток. Броневые катаные листы, имевшие толщину 4, 6 и 8 мм, соединялись электросваркой и заклепками. На надгусеничных полках крепились поплавки, заполненные пробкой, что увеличивало запас плавучести и остойчивость машины. В кормовой части ниже ватерлинии размещались двухлопастный реверсивный гребной винт и руль. Для повышения обтекаемости корпуса его носовые и кормовые листы были наклонены и плавно соединялись с днищем. В лобовой и кормовой частях корпуса имелись буксирные крюки.

Вооружение состояло из 7,62-мм танкового пулемета ДТ, установленного в шаровой опоре лобового листа вращающейся башни. Его можно было наводить по горизонту в пределах 30°, а по вертикали от -20° до +30°. Боекомплект составлял 2142 патрона (34 магазина). Для наблюдения имелись смотровые щели (отверстия) в корпусе и башне.

На танке устанавливался 4-цилиндровый карбюраторный однорядный автомобильный двигатель жидкостного охлаждения типа ГАЗ-АА мощностью 40 л. с. при 2200 об/мин. Он позволял развивать на суше скорость до 40 км/ч, а на плаву — до 6 км/ч. Двигатель располагался продольно в кормовой части корпуса маховиком вперед.

Подвеска блокированная (зависимая). Ее упругими элементами служили горизонтально расположенные спиральные цилиндрические пружины.

Механическая трансмиссия состояла из однодискового главного фрикциона сухого трения (сталь по фрикционным накладкам), четырехступенчатой коробки передач, карданного вала, главной передачи, конического дифференциала с колодочными тормозами (механизмы поворота) и привода водоходного движителя (гребного винта). Механизмы поворота обеспечивали выполнение этого маневра на первой и второй передачах с радиусом, равным ширине колеи машины (1,66 м). Привод водоходного движителя включал в себя храповую муфту, соединявшую носок коленчатого вала двигателя с валом гребного винта, и механизм реверсирования. Поворот лопастей гребного винта (реверсирование) производился с помощью муфты, соединявшей валы гребного винта и поворота лопастей. Гусеничный движитель (применительно к одному борту) состоял из мелкозвенчатой гусеничной ленты цевочного зацепления с открытым шарниром, четырех одинарных опорных катков малого диаметра (400 мм), двух одинарных поддерживающих катков, направляющего колеса с механизмом натяжения гусеничной цепи и ведущего колеса переднего расположения со съемным зубчатым венцом. Траки гусеничной цепи литые из ковкого чугуна, с развитыми грунтозацепами и двумя направляющими гребнями. С наружной стороны гусеницы соединительные пальцы удерживались от продольного перемещения в проушинах траков головками, а с внутренней — за счет расклепанного торца. Опорные и поддерживающие катки и направляющие колеса имели наружную амортизацию в виде резиновых бандажей. Проходимость танка была достаточно высокой для этого типа машин.

Электрооборудование выполнено по однопроводной схеме, напряжение бортовой сети 6 В. Система зажигания батарейная. Пуск двигателя производился из отделения управления с помощью электрического стартера или специального рычага механизма пуска. Экипаж танка состоял из двух человек: командира-стрелка и механика-водителя. Командир размещался в боевом отделении или в отделении управления рядом с механиком-водителем. Поскольку управление Т-37А было дублированным, вождение могли осуществлять оба члена экипажа, что повышало живучесть машины. Танк был оснащен специальным оборудованием: водооткачивающим шестеренчатым насосом с приводом от коробки передач трансмиссии, обеспечивающим сохранение плавучести корпуса при получении пробоин в части, находящейся под водой.

Танк находился в серийном производстве с 1933 по 1936 год. За это время заводом № 37 было выпущено 1909 линейных танков, 643 радиотанка Т-37ТУ и 75 химических. С последними, правда, не все ясно. Дело в том, что химическими в те годы назывались огнеметные танки. Однако никаких дополнительных данных о существовании огнеметного варианта Т-37 пока обнаружить не удалось.

В рамках развития конструкции танка были изготовлены опытные образцы Т-37Б и Т-37В, а кроме того, опытная самоходка СУ-37 с 45-мм пушкой.

По своим тактико-техническим показателям танк Т-37А значительно превосходил танкетку Т-27, имевшую аналогичное предназначение, и зарекомендовал себя неприхотливым в эксплуатации. В дальнейшем его конструкция была усовершенствована, дифференциал заменили бортовыми фрикционами, упростили привод гребного винта.