Автоматика пистолета Стечкина действует за счет отдачи свободного затвора. Ударный механизм — курковый, с винтовой боевой пружиной и изогнутой тягой курка, расположенными в рукоятке позади магазина. Там же смонтирован механизм замедления темпа стрельбы, введение которого повысило устойчивость оружия и кучность стрельбы. Спусковой механизм допускает ведение одиночного и непрерывного огня.

Флажковый предохранитель служит одновременно переключателем режимов огня. Возможна стрельба самовзводом. Пистолет имеет двухрядный магазин на 20 патронов с шахматным их расположением. После израсходования патронов подаватель магазина приводит в действие затворную задержку, останавливающую затвор в заднем положении.

На кожухе-затворе смонтирован прицел с кулачковым регулятором, рассчитанный на дальность стрельбы 25, 50, 100 и 200 м. Для ношения пистолета служит жесткая деревянная или пластмассовая кобура-приклад, которая примыкается к рукоятке оружия для повышения устойчивости при ведении непрерывного огня.

Пистолет по своим боевым и эксплуатационным характеристикам занимает промежуточное положение между пистолетами и пистолетами-пулеметами. Подобное оружие необходимо для выполнения ряда специальных задач, а также для вооружения личного состава некоторых подразделений, водителей боевых машин, гранатометчиков, летчиков и т.п. Однако из-за большого веса, недостаточной мощности, неудобства ношения в жесткой кобуре и сложности изготовления АПС снят с производства. Применяется в основном спецподразделениями. АПС со складным металлическим прикладом оказался более удобным и эффективным.

В конце 60-х гг. конструктором Л. С. Неугодовым был создан 9-мм автоматический пистолет для бесшумной стрельбы на базе пистолета АПС, получивший наименование АПБ. Глушение звука выстрела обеспечивается за счет дозвуковой скорости пули и насадки с сепаратором.

Боевые и эксплуатационные характеристики аналогичны пистолету АПС.