100-мм нарезная танковая пушка Д10-ТГ представляла собой усовершенствованный вариант пушки Д10-Т. Пушка была разработана заводом №9 МОП (главный конструктор Ф.Ф. Петров) в 1952 г. и серийно производилась на заводах №9 (г. Свердловск) и №172 (г. Молотов, ныне г. Пермь). Усовершенствование конструкции по отношению к 100-мм пушке Д10-Т заключалось, в первую очередь, в установке на нижней части люльки кронштейнов для крепления гироблока и гидроусилителя стабилизатора «Горизонт».

Для очистки канала ствола от пороховых газов после выстрела и для уменьшения тем самым загазованности боевого отделения танка в конструкцию ствола было введено эжекционное устройство. Оно было установлено на дульной части ствола пушки и состояло из ресивера, гайки, перепускного шарика и восьми сопел, ввинчивавшихся в наклонные отверстия в стволе. Клиновой затвор был оборудован механизмом повторного взвода ударника и предохранительными механизмами, не допускавшими самопроизвольного спуска при движении танка с заряженной пушкой и производства выстрела при не полностью закрытом затворе. В конструкции подъемного механизма пушки при включении стабилизатора было обеспечено отключение червяка от червячной шестерни с помощью рукоятки переключения.

Максимальная прицельная дальность с помощью прицела ТШ2А-22 составляла 6900 м. Дальность прямого выстрела из пушки бронебойным снарядом равнялась 1080 м, осколочно-фугасным - 1100 м (при высоте цели 2 м). Боевая скорострельность при стрельбе с места составляла 7 выстр./мин, а при стрельбе сходу - 4 выстр./мин. При стрельбе из пушки Д10-ТГ применялись такие же унитарные выстрелы, как и для пушки Д10-Т.