M-60A3還有許多更進一步的提升，其中最重要的就是射控系統以一具休斯公司的 AN/VVG-2釔-釹石榴石(Nd-YAG)雷射測距儀取代了原有的M-17光學測距儀(安裝在M-17原先的測距窗口)，彈道計算電腦也更新為結合類比與數位技術的M-21型，此外加裝大氣感測系統；拜雷射測距儀、M-21彈道計算機與新穩定儀之賜，M-60A3對 1500m內的固定目標擁有75%的第一發命中率，射程在3000m以上時也有45%。
M-60A3的M-68主砲經過改良，加裝熱套筒以減低高熱造成的變形，此外能使用新型M-735與M-774翼穩脫殼曳光穿甲彈(APFSDS-T)，兩者的砲口初速分別是1501m/s與1508m/s；而M-774採用衰變鈾彈蕊，能在2000m外擊穿T-72的正面裝甲。
M- 60A3的砲塔兩側各加裝一具英國皇家兵工廠設計的M-239 66mm六聯裝煙幕彈發射器，其煙幕彈能在短短數秒內製造足以遮蔽戰車的濃煙，在對付敵方單兵反戰車武器時效果極佳。
動力方面，M-60A3換裝 AVDS-1790-2C柴油機，出力仍維持不變，但是可靠度獲得提高，此外在第二對承載輪的懸吊系統上增設避震器，使得全車底盤共有三對避震器(位於第 一、第二與第六對承載輪)。
在1980年推出的M60A3 TTS(Tank Thermal Sight)，將砲手的M-36傳統式觀測儀換成一具AN/VSG-2紅外線熱影像儀（有效使用距離300~4000m），不需要星光或紅外線等燈光 ，對於煙幕以及樹叢之類的地貌障礙也有頗佳的穿透力，使得M-60A3的全天候作戰能力大增。這具熱影像儀的畫面除了顯示給砲手之外，也透過另一個頻道傳給車長。
1984年，M-60A3換裝新空氣過濾器，在1988年則加裝海龍(Halon)自動滅火抑爆系統。
在1994 年，台灣訂購首批160輛M-60A3 TTS，首批20輛於1995年5月運交 ，並於1996年運交完畢。在1996年6月，美國同意售予台灣第二批300輛庫存的M-60A3 TTS，這批戰車配備PVS-7B夜視鏡，一同購入的還包括30組發動機、330挺M-240機槍以及煙幕彈發射器等備用料件。台灣陸軍購買M-60A3 TTS的經費，原本為預定購買美製M-8輕型戰車的預算，後來陸軍否決此案，把經費挪用於購買M-60A3。抵台後，M-60A3 TTS與M-48H戰車並列成為台灣陸軍裝甲部隊兩大主力，而這些中古M-60A3 TTS移交前已經將主砲、履帶、扭力桿等消耗性組件換成新品。
為了方便後勤作業，台灣的M-60A3 TTS都換裝與CM-11/12相同的105mm砲身(M-68的聯勤仿製版)
