T-90坦克底盘为装甲钢焊接箱形结构，前上装甲呈68度倾角、楔形外形，侧装甲板与底甲板垂直焊接，车尾部装甲采用反向倾角设计；体顶部装甲为轧制装甲板，车体底部装甲虽然形状复杂，但生产工艺仍然为冲压成型。车体正面上装甲板、炮塔等车辆全身遍布多层复合装甲结构，但与其它T-72坦克直接将复合装甲挂在车上不同，T-90坦克正面爆炸反应装甲覆盖面积：航向角度0度时，大于55%；航向角±20度时（车体），大于45%；航向角±35度时（炮塔），大于45%。
T-90初期型号炮塔采用T-72BM坦克的铸造炮塔，其基体是类似于英国“乔巴姆”装甲的复合装甲。炮塔装甲由一个交替镶有多层铝板和塑料板的主装甲壳体和一个可控制变形的部件组成。在主装甲外面，还加装了“接触”-5爆炸反应装甲。T-90后期型号但随着车内设备不断增加以及披挂复合装甲的需要，从T-90A和T-90S型坦克开始，炮塔改为焊接制造，这样使车内容积增加0.1立方米，驾驶员观察镜附近的装甲厚度也有所减薄，使驾驶员能够更方便地使用观察镜。
T-90坦克外部装甲的防护能力，经过测试与同等重量的整块式装甲板相比，防护有效性提高了40%，再加上炮塔内的装甲腔室作为最后一层防护，大大提高了乘员在正面交战中的安全性，这样的布置也凸显了T-90坦克的设计理念仍然是“地面快速突击”而非“街区堡垒”。
电子干扰
T-90主战坦克防护系统的改进主要是加装了“窗帘”-1光电干扰系统， 用于防御反坦克导弹的攻击。
“窗帘”-1光电干扰系统全重350千克，主要由四部分组成：光电致盲器、激光报警探测器、抗激光烟幕弹发射器和系统控制装置。
1、坦克炮管的两侧装有2具OTSHU-1-7红外探照灯，作为光电干扰发射器（致盲器），同时也作为红外探照灯使用。当坦克受到激光测距的反坦克导弹和制导炮弹攻击时，该系统的激光报警探测器受到激光的照射后会向乘员发出报警，同时系统通过产生一对酷似导弹后部的跟踪应答信标的两个假图像，对来袭的导弹和炮弹的瞄准系统实施干扰，使反坦克导弹的跟踪器“受骗上当”去追踪虚假目标，起到隐真示假的作用。
