陰陽五行説では、十干に対し、天運を表す木、火、土、金、水の五行にそれぞれ陰陽一対を配して表す。訓読みでは十干の名称は、甲（きのえ）、乙（きのと）、丙（ひのえ）、丁（ひのと）、戊（つちのえ）、己（つちのと）、庚（かのえ）、辛（かのと）、壬（みずのえ）、癸（みずのと）となり、五行のそれぞれに「（の）え」・「（の）と」がついたものである。「（の）え」は「（の）兄姉」を意味する。「（の）と」は「（の）おと」に由来し、「（の）弟妹」を意味する。「えと」の呼称もこれに由来している。
干支紀年の日本への伝来時期はよくわかっていない。日本に中国の暦本が百済を通じて渡来したのは欽明天皇15年（554年）とされるが、実際には、それ以前にさかのぼる可能性が高い。埼玉県行田市埼玉の埼玉古墳群の一つ、稲荷山古墳から出土した金錯銘鉄剣には「辛亥年七月中記」の紀年があり、銘中「獲加多支鹵（わかたける）大王」を雄略天皇とする考えが主流であることから、「辛亥年」を471年とする説が有力である。ただし、これに対しては531年とする反論もある。一方、和歌山県橋本市隅田の隅田八幡宮に所蔵されている人物画像鏡には、「癸未年八月日十大王年男弟王在意柴沙加宮時斯麻念長寿…」という銘文が鋳されており、この「癸未年」は、「男弟（おとど）王」が継体天皇と考えられることから、503年とする見方が有力である。
後漢の建武26年（西暦50年）は、当時使われていた劉歆の三統暦の超辰法に従うならば、庚戌を辛亥とすべき年であった。にもかかわらず、光武帝に随従していた学者たちは超辰を行わず、庚戌のまま紀年を続けた。さらに元和2年（西暦85年）の改暦では三統暦の超辰法自体が廃止された。これ以後、木星を観測して、その位置で年を記録することはなくなった。この時から、木星の運行とは関係なく、60年周期の干支を1年ごとに機械的に進めていく干支紀年法が用いられるようになり、絶えることなく現在まで続いている。これは、後代に干支が伝来した朝鮮や日本とも共通である。民間では干支のうちの十二支の部分だけを用い、それに動物を配当した生肖紀年法が今も広く用いられている。なお、広開土王碑と12世紀成立の高麗朝による正史『三国史記』の干支に1年の違いがあるなど、時代や地域によっては必ずしも一定しないことも散見される。
歳星紀年法は、天球における木星の位置に基づく紀年法である。中国の戦国時代に始まった。木星は約12年で天球上を一周し、十二次（天球を天の赤道帯に沿って西から東に12等分した12の区画）を1年に一次進む。そこで、木星は年を示す星であるとして「歳星」と呼び、木星の十二次における位置で年を記した。たとえば「歳在星紀（歳、星紀に在り）」は、木星が天球上の「星紀」という場所に存在する年という意味である。
口径は、75式自走155mmりゅう弾砲と同じ155mmで、砲身長は30口径から52口径に延長されている。戦車と異なり砲身にスタビライザー等はなく、当然移動間の射撃は不可能であるため、砲身は停車して射撃する時以外はトラベリングクランプにより固定されている。トラベリングクランプは2組付いており、全自動で開放、固定の操作が可能である。駐退復座機構の油圧を制御することで、砲身を後座して格納した状態にすることもできる。最大射程は約30kmと75式の1.5倍以上に延びている。93式長射程りゅう弾（ベースブリード弾）使用時の最大射程は約40km。一時は、散布式の子弾を有する03式155mmりゅう弾砲用多目的弾も開発され、配備されていた。子弾は成形炸薬であり、軽装甲車両に対する攻撃力も有し、被害範囲は100m四方とされている。クラスター弾に関する条約に抵触するため、廃棄された。自動装填式であるが、装填は任意の角度で行うことができ、主砲を一定の角度に戻して装填する必要があった75式に比べて、迅速な装填を可能にしている。さらに、砲弾のみ自動装填であった75式に対し、砲弾と共にユニ・チャージ式の装薬も自動で装填され、最大で毎分6発以上、3分間で18発以上の発射速度を有する。アメリカ陸軍の自走榴弾砲であるM109A6は、機械的な補助はあるものの砲弾、装薬、火管の装填がすべて手動であり、99式は技術的に進んでいるといえる。特に装薬の装填も自動化した自走榴弾砲は世界的にも珍しく、ドイツのPzH2000やイギリスのAS-90でも実用化には至っていない。また、砲塔右後部のハッチ前に、本車への給弾専用に開発された99式弾薬給弾車を連結することで、自動で弾薬を補給し、継続的な発射速度を向上させる事ができる。なお、FH70 155mmりゅう弾砲の後継として開発された19式装輪自走155mmりゅう弾砲において低コスト化のため99式の155mm砲の技術を流用している。このほか、自衛用として、砲手ハッチに12.7mm重機関銃M2を1丁装備する。