Двигатель — 12-цилиндровый, V-образный, четырехтактный дизель В-59 жидкостного охлаждения мощностью 520 л.с. Трансмиссия — механическая, двухпоточная; коробка передач выполнена в одном блоке с планетарным механизмом поворота.
На шоссе САУ развивает максимальную скорость 60 км/ч. Она способна преодолевать подъемы до 30 градусов, вертикальные стенки высотой до 0,7 метра и рвы шириной до трех метров. Глубина преодолеваемого без подготовки брода составляет один метр. Запас хода — 500 км. Экипаж — пять человек.
На верхней плите кормовой части САУ установлена пушка 2А37, состоящая из трубы-моноблока, казенника и дульного тормоза. Навинченный на ствол щелевой дульный тормоз поглощает 53 процентов энергии отдачи. Затвор полуавтоматический, горизонтальный, клиновой. Тормоз отката гидравлический канавочного типа, с пневматическим накатником. Наибольшая длина отката составляет 950 мм, наименьшая — 730 мм. Заряжание пушки осуществляется с помощью гидравлического подъемника и цепного досылателя с электроприводом в два приема: сначала снаряд, а затем — гильза. Скорострельность пушки составляет 5–6 выстр./мин.
Устойчивость пушке при стрельбе и, как следствие, улучшение кучности обеспечивается откидными опорными плитами: кормовой и дополнительной носовой (в походном положении она прижата к нижнему лобовому бронелисту). Поэтому стрельба с ходу невозможна. Ствол орудия в походном положении фиксируется горизонтально с помощью откидного стопора. Орудие имеет секторные (подъемный и поворотный) и пневматический уравновешивающий механизмы. Вращающаяся часть орудия представляет собой станок, установленный на центральном штыре шасси. Угол наведения в горизонтальной плоскости составляет 30 градусов, а в вертикальной плоскости — от -2,5 до +58 градусов.
Наведение пушки цель производится с помощью механического прицела Д726-45 с орудийной панорамой ПГ-1М и оптического прицела ОП4М-91А.
На крыше командирской рубки установлен 7,62-мм пулемет ПКТ, предназначенный для ведения огня по наземным и воздушным целям. Боекомплект состоит из 1500 патронов. Кроме того, внутри корпуса САУ предусмотрено размещение переносного зенитного ракетного комплекса «Стрела-2М» с двумя самонаводящимися ракетами.
Время перевода установки из боевого положения в походное и обратно не превышает трех минут.
В боевом положении члены экипажа находятся вне машины. Защищен от пуль, мелких осколков и действия дульной газовой волны при стрельбе только наводчик, укрытый легким, штампованным из листовой стали щитом, закрепленным на левой щеке верхнего станка.
В боекомплект входят 60 выстрелов, из них 30 находятся внутри корпуса самоходной установки, еще 30 — перевозятся отдельно.
Для стрельбы из пушки 2С5 «Гиацинт-С» первоначально использовались осколочно-фугасные выстрелы ВОФ39 массой 80,8 кг с осколочно-фугасным снарядом ОФ-29 (46 кг). Масса сильнодействующего взрывчатого вещества A-IX-2 составляла 6,73 кг.
Заряд изготавливался четырех типов, отличался массой и зависел от дальности цели. Более новая разработка выстрела повышенной дальности ЗВОФ86 со снарядом ОФ-59 позволяла вести огонь на дистанции до 30 км.
Пушка 2А37 обладает большей дульной энергией по сравнению с аналогичными артиллерийскими системами. Во время стрельбы батареи самоходных установок 2С5 на максимальную дальность, в полете может находиться до 40 снарядов. Возможно, из-за столь высокой огневой мощи САУ «Гиацинт» получила в армии прозвище «Геноцид».
Тактико-технические характеристики САУ 2С5