M109的战斗室很宽敞，穿着防化服也丝毫不觉得拥挤。
由于动力前置且大尺寸炮塔靠后，M109的战斗室空间十分宽敞，用美国士兵的话说“可以在车内打手球”。这种底盘成本较采用坦克底盘高，但是完全克服了坦克底盘空间相对不足、不方便炮班人员操炮和弹药储存空间不足的缺点。M109在长时间射击时可以利用尾门从外部供弹，大大提高了持续作战能力，而且发射后的药筒可以经尾门直接抛出车外，改善了战斗室环境。
M109的底盘在设计之初就决定采用5083铝合金装甲，减轻了火炮的重量，有利于满足美军方便海外部署和可以空运的要求。M-109在拆除部分设备后甚至可以由C-130运输机运输。采用铝合金装甲也成为了美军以后装甲战斗车辆的传统，包括M113装甲输送车、“布雷德利”步兵/骑兵战车、M270自行火箭炮等均采用5083及其类似的铝合金装甲。这种装甲除了比钢装甲减轻了重量外，由于铝的密度较小，在相同重量下较钢装甲厚度更大，从而增强了防护能力。
家族成员
由于M109采用M126式23倍口径身管，在越南战争中美国陆军深刻感到有必要提高其射程，使之能够和越军远程苏式火炮相抗衡。1967年5月，美国陆军开始着手对M109进行增加射程的改进。他们采用的手段是改用M185式39倍口径身管，同时对火炮的高低机、方向机以及底盘的悬挂装置(强化了前两个负重轮的扭杆)进行改进。改进后的火炮战斗全重24070公斤，在使用M118式8号发射药装药时，最大射程增加到18.1公里。1970年8月，新炮被正式定型为M109A1。从1973年至1981年4月，美军已装备的M109在部队维修厂全部被改进到M109A1的标准，首辆改进于1973年5月完成。
1974年，M109自行榴弹炮的生产被转到鲍恩-麦克劳林-约克公司(BMY)。该公司按照“中期寿命产品改进计划”对M109进行了27项旨在提高可靠性、实用性和可维护性的改进，简称RAM。主要的改进措施包括：采用与M185式身管相配合的M178式炮架，重新设计输弹机、炮塔和车体舱门的碰锁，简化液压系统，改进反后坐装置和发动机运转报警装置。改进后的M109为炮塔增加了裙撑，对炮塔尾舱进行重新设计，携弹量从28发增加到36发，战斗全重增加到24948公斤。1975年11月，这种改进后的火炮被命名为M109A2，从1980年初开始交付美军。在生产全新的M109A2的同时，从1979年10月开始，美军在部队维修厂对已装备的M109A1按照M109A2的标准进行现代化改装，于1984年4月全部完成，改装后的火炮被称为M109A3。在这之前的1983年，M109A2和M109A3还换装了AN/PRC-68无线电台。
