M4という形式名で呼ばれているものの、車体・発動機・砲塔・砲・サスペンション・履帯など、外見上多くのバリエーションを持つ戦車である。これはアメリカの工業力が高く、構成部品の
規格化により
大量生産が可能で、各生産工場の得意とする生産方式・部品を活かし並行生産させた上、殆どの車体構成部品に互換性を持たせ高い信頼性が保持されたことによる。このため敵対する
ナチス・ドイツの戦車(特に
パンター中戦車や
ティーガー重戦車など)に車輌単体での性能こそ劣っていたが、数で圧倒することができた。
第二次世界大戦勃発時の
1939年、アメリカ陸軍は戦車の保有数が少なく、唯一の中戦車であるM2も全くの時代遅れであるなど陸戦力には不安があった。これはアメリカが主戦場であるヨーロッパから
大西洋を隔てていた事もあり当初は中立的な立場(
孤立主義)を取っていた事にも起因するが、やがて
ナチス・ドイツにより
フランスはじめ欧州の連合国が次々と陥落し、さらにそれに乗じてアジアに進出した
日本との関係悪化などから、1940年頃には連合各国へのレンドリースによる支援やアメリカ自身の参戦に備えて、
全周旋回砲塔に大型砲を搭載した戦車が必要と認識された。しかし当時のアメリカでは大直径の砲塔リングを量産できる体制になかったため、繋ぎとして車体に75mm砲を搭載した
M3中戦車が先行生産された。続いてM3のシャーシをベースに75mm砲を搭載した大型砲塔を持つ新戦車T6の開発と、同時に航空・自動車産業を中心に生産体制の整備が急ピッチで行われた。1941年10月にM4中戦車として制式採用されたT6は鋳造一体構造の上部車体を持っていたが、鋳造生産能力の不足から、板金溶接車体のM4と鋳造車体のM4A1とが同時に量産される事になり、アメリカ参戦直後の1942年2月から量産が開始された。さらに各生産拠点に適したエンジン形式や生産方法を採る形で、多くの生産型が生み出される事となった。
車体および動力系の構成はM3と同様で、車体後部に配置されたエンジンから
ドライブシャフトを介して最前部の
変速機に動力を伝える
前輪駆動になっている。主に航空機用の
星型エンジンの使用を考慮した設計のために、エンジンデッキとドライブシャフトの位置が高く、結果的に同時代の中戦車としてはかなり嵩高な車体となっている(同じエンジンでも
M18ヘルキャットではユニバーサルジョイントを介してシャフトが水平になり、設置場所が下がり車高も低くなっている)。足周りもM3とほぼ同じ形式のVVSS(垂直渦巻きスプリング式サスペンション)が採用された。車体前部左右に正操縦席と副操縦席兼前方機関銃座が設けられている。砲塔内には車長・砲手・装填手の三名が搭乗。左側面には対歩兵射撃用の開閉式ガンポートが設けられており、防御力向上のために一時廃止されているが、実際は弾薬搬入や薬莢搬出に便利だったためすぐに復活している。
