Автоматика АК действует за счет отвода пороховых газов через отверстие в стенке ствола. Запирание канала ствола осуществляется поворотом затвора, при этом два боевых выступа затвора заходят в соответствующие пазы ствольной коробки. Поворот затвора производится скосом затворной рамы, выполненной в одной детали со шгоком и газовым поршнем. Затворная рама является ведущим звеном автоматики: она задает направление движения подвижных частей, воспринимает большинство ударных нагрузок, поворачивает затвор, в ее канале размещена возвратная пружина. Рукоятка перезаряжания, расположенная справа, выполнена вместе с затворной рамой. Ударный механизм куркового типа с П-образной боевой пружиной.

Спусковой механизм допускает ведение непрерывного и одиночного огня. Флажковый предохранитель в положении предохранения запирает спусковой крючок и препятствует движению назад затворной рамы, а также выполняет функции переключателя режимов огня (переводчика). Все детали автоматики и ударно-спускового механизма собраны в ствольной коробке. Автомат имеет секторный прицел. Для удобства удержания автомата служат пистолетная рукоятка, цевье и ствольная накладка, изготовленные из дерева. АК-47 выпускался с постоянным деревянным или складным металлическим (АКС-47) прикладом. Магазин коробчатый, секторный, с шахматным расположением патронов.