ГАЗ-66 оснащался восьмицилиндровым карбюраторным двигателем жидкостного охлаждения. Все колеса машины - односкатные ведущие. Размер шин 12,00-18". Трансмиссия - восьмиступенчатая без межосевого дифференциала. Диапазон передаточных чисел трансмиссии -14,7. Главная передача - гипоидная. Установлены самоблокирующиеся кулачковые межколесные дифференциалы. В состав оборудования машины входили также гидроусилитель руля, гидровакуумный усилитель в приводе тормозов, омыватель лобового стекла. Автомобиль имел кабину, расположенную над двигателем и отличался пониженным центром тяжести, что придавало машине повышенную устойчивость, особенно при прохождении поворотов. Серийное производство автомобиля началось в 1964 году. Первыми модификациями машины были ГАЗ-66-01 - бортовой автомобиль без лебедки и ГАЗ-66-02 - модификация с лебедкой. С 1968 года все модификации машины стали оснащаться системой централизованного регулирования давления воздуха в шинах. В процессе серийного производства автомобиль неоднократно модернизировался, в результате чего появились модификации ГАЗ-66-11, ГАЗ-66-40. Все варианты грузовика использовались в Вооруженных Силах под армейским обозначением ГАЗ-66.

ГАЗ-66 широко применялся в Советской Армии и в значительных количествах поставлялся за рубеж. На базе ГАЗ-66 создано значительное число армейских транспортных и специальных автомобилей различного целевого назначения. Особое место среди модификаций грузовика занимает ГАЗ-66Б - автомобиль в специальном исполнении для Воздушно- десантных Войск. Эта машина имеет складную кабину с брезентовым верхом. Рамка ветрового стекла и боковины дверей - съемные.
Автомобиль аэротранспортабелен, приспособлен для парашютного десантирования и оснащен всеми необходимыми швартовочными и крепежными приспособлениями. На базе ГАЗ-66Б также выпускалось большое количество различных спецавтомобилей, в том числе установка залпового огня БМ-21В. Для монтажа на шасси ГАЗ-66Б изготавливались спецкузова с малым габаритом по высоте.