Танк «Объект 142» представлял собой средний танк с более мощным основным оружием, чем Т-54Б, с максимальным сохранением взаимозаменяемости с ним узлов и агрегатов МТО и ходовой части. Он был спроектирован по предложению начальника бронетанковых войск Советской Армии генерал-полковника П.П. Полубоярова во второй половине 1957 г. КБ (отдел 520) завода №183 под руководством главного конструктора Л.Н. Карцева с учетом опыта разработки танка «Объект 140». Опытный образец машины, изготовленный в первой половине 1958 г., осенью того же года прошел заводские испытания. Дальнейшие работы по танку «Объект 142» были прекращены в связи с переходом завода №183 на выпуск Т-55 и развертыванием ОКР по повышению его боевых качеств.
Танк «Объект 142» имел классическую схему компоновки с экипажем из четырех человек: командира, наводчика, заряжающего и механика-водителя.
Отделение управления с входным люком в крыше корпуса размещалось с левой стороны, как и на опытном танке «Объект 140». На месте механика-водителя располагались все приводы управления движением танка, щиток контрольных приборов (как в отделении управления танка Т-54Б), гирополукомпас ГПК-48, баллоны со сжатым воздухом для пуска двигателя и вспомогательное оружие (курсовой пулемет СГМТ) с частью боекомплекта. В носовой части корпуса справа устанавливались топливные баки и аккумуляторные батареи. Для вождения машины в шахтах у верхней кромки лобового листа перед механиком-водителем монтировались два перископических смотровых прибора (правый прибор располагался относительно левого под углом 15°). Очистка смотровых приборов от пыли и грязи производилась с помощью стеклоочистительной резины (по типу приборов Т-54Б). Кроме того, левый смотровой прибор был оборудован системой гидропневмоочистки. При вождении танка ночью механик-водитель использовал прибор ночного видения ТВН-2, который монтировался вместо левого смотрового прибора. Для подсветки местности использовалась фара ФГ-100 с инфракрасным фильтром, устанавливавшаяся на лобовом листе корпуса, слева от фары ФГ-102 со светомаскировочной насадкой. За сиденьем механика-водителя в днище корпуса имелся люк запасного выхода с броневой крышкой на петлях.
Боевое отделение, располагавшееся в средней части корпуса и в башне, с основным и вспомогательным оружием с боекомплектом, системой управления огнем, смотровыми (дневными и ночными) приборами, рабочими местами экипажа и другим оборудованием было аналогично боевому отделению опытного танка «Объект 140».
МТО размещалось за боевым отделением в кормовой части корпуса и было отделено от него моторной перегородкой. Компоновка МТО повторяла компоновку МТО серийного Т-54Б.
Основным оружием танка «Объект 142» являлась 100-мм нарезная танковая пушка Д-54ТС с двухплоскостным стабилизатором «Вьюга», оснащенная щелевым дульным тормозом и эжекционным устройством продувки ствола после выстрела. С пушкой был спарен 7,62-мм пулемет СГМТ. Второй пулемет СГМТ – курсовой, размещался справа от механика-водителя. Установка зенитного 14,5-мм пулемета КПВТ была упразднена. Отсутствовал также механизм выброса стреляных гильз после выстрела из пушки, так как его конструкция еще не была полностью отработана.
При стрельбе из пушки и спаренного пулемета днем наводчик пользовался телескопическим прицелом ТШ2А, ночью – ночным прицелом ТПН-1. Углы наводки спаренной установки оружия по вертикали составляли от -5° до +16°.
Боекомплект к пушке (50 выстрелов) и его размещение в танке остались такими же как в опытном танке «Объект 140». За счет исключения зенитного пулемета КПВ, боекомплект к спаренному и курсовому пулеметам СГМТ был увеличен до 3500 патронов. Кроме того, в боевом отделении укладывались два 7,62-мм автомата АК-47 с боекомплектом, 12 ручных гранат Ф-1 и сигнальный пистолет с 12 сигнальными патронами.
Броневая защита танка – дифференцированная, противоснарядная. При изготовлении корпуса машины был использован резервный комплект заготовок бортов и подбашенной крыши для опытного танка «Объект 140». Верхний и нижний лобовые листы корпуса имели толщину брони 100 мм и были установлены под углом от вертикали 65' и 61' соответственно. Верхний лобовой лист корпуса обеспечивал противоснарядную стойкость от 100-мм бронебойного тупоголового снаряда с начальной скорость 930 м/с на любой дистанции; нижний лобовой лист – от аналогичного типа снаряда, но с меньшей начальной скоростью – 865 м/с.