«Мста-С» относится к наиболее современным артиллерийским системам Российской армии. На вооружение Советской армии она была принята в 1989 г. и предназначалась прежде всего для уничтожения тактических ядерных средств, пунктов управления войсками, полевых фортификационных сооружений, а также для борьбы с артиллерией и средствами ПВО и ПРО противника. О том какое значение придавало Министерство обороны СССР этой системе, говорит уже тот факт, что для ее серийного производства был построен специальный завод в Стерлитамаке (первые партии этих самоходных установок были выпущены на заводе «Урал-трансмаш» в Свердловске).
Особенностью конструкции «Мсты-С», как и самоходных установок «цветочной» серии, является высокая степень унификации с образцами боевой техники, уже поступившими на вооружение и освоенными в серийном производстве.
Так, установленная в башне 152-мм гаубица 2А64 по своей конструкции аналогична качающейся части буксируемой гаубицы 2А65 «Мста-Б» и отличается от нее лишь смонтированным на стволе эжектором для удаления пороховых газов из канала ствола после выстрела.
Орудие расположено в бронированной башне кругового вращения. Из-за больших габаритов башни самоходная установка получила в войсках неофициальное название «Сарай», однако именно значительные размеры башни позволили разместить в ней систему автоматизированной подачи и хранения снарядов. Эта система наряду с полуавтоматическими механизмами заряжания дает возможность производить заряжание при любых углах горизонтального и вертикального наведения и обеспечивает скорострельность до 7—8 выстр./мин при использовании боеприпасов, находящихся в башне, и до 6—7 выстр./мин — при подаче выстрелов с грунта.
Возимый боекомплект самоходной гаубицы состоит из 50 выстрелов раздельно-гильзового заряжания. Стрельба ведется осколочно-фугасными снарядами ОФ-45 (масса 43,56 кг), активно-реактивными снарядами ОФ-61 (масса 42,86 кг), кассетными снарядами 3023 каждый с 42 кумулятивными противотанковыми суббоеприпасами (масса 42,80 кг), а также снарядами-постановщиками активных радиолокационных помех ЗНСО и спецбоеприпасами ЗВДЦ8. Возможна также стрельба корректируемыми снарядами с лазерной подсветкой ЗОФ39 «Краснополь» и «Краснополь-М», а также всеми боеприпасами 152-мм гаубиц Д-20 и 2С3.
Дальность стрельбы осколочно-фугасным снарядом ОФ-45 составляет 24 700 м, а активно-реактивным снарядом ОФ-61 — 28 900 м. Во время демонстрационных стрельб САУ «Мста-С» в Абу-Даби корректируемый с помощью лазерной подсветки снаряд «Краснополь» (масса 50 кг) поразил движущийся танк с расстояния 12 тыс. м.
Шасси самоходной установки в значительной степени унифицировано с серийными танками Т-72 и Т-80. Поэтому, несмотря на значительную массу (около 42 т), она развивает на шоссе максимальную скорость 60 км/ч. Ее проходимость по пересеченной местности практически не отличается от проходимости основных боевых танков. Установка преодолевает подъемы крутизной до 30°, вертикальные стенки высотой до 0,85 м и рвы шириной 2,6—2,8 м. Без предварительной подготовки «Мста-С» форсирует броды глубиной 1,2 м, а для преодоления водных преград глубиной до 5 м оснащена, как и основные боевые танки, системой подводного вождения.
В передней части корпуса самоходной гаубицы имеется встроенное бульдозерное оборудование, с помощью которого в считанные минуты может быть вырыт окоп необходимой глубины.
В последнее время проведено усовершенствование этой самоходной гаубицы. Модернизированный вариант 2С19М1 уже поступает в артиллерийские дивизионы Российской армии. Он оснащен системой управления, обеспечивающей автоматизацию наведения и восстановления наводки орудия. Имеется новая аппаратура автономной топопривязки навигации, информационного обмена в телекодовом режиме с машинами управления из состава комплексов автоматизированного управления огнем.