Автоматика MG 34 работает за счет использования энергии отдачи ствола при его коротком ходе. Канал ствола при выстреле запирается поворотом боевой личинки затвора. Затвор состоит из массивного корпуса и скользящей на роликах вращающейся личинки, которая при повороте входит запирающими выступами в пазы казенника ствола.
В оружии такой системы энергия отдачи и запирающая и возвратная пружины открывают затвор, удаляют гильзу патрона, подвигают ленту, подают боеприпасы и закрывают затвор.
Стрельба производится с заднего положения затвора. Как только стрелок приводит в действие курок, затвор движется вперед, подавая патрон из ленты в патронник. Затем канал ствола запирается и происходит выстрел. Энергия отдачи отбрасывает ствол вместе со сцепленным затвором назад до тех пор, пока ролики головки затвора не пройдут винтообразные направляющие в корпусе.
Под действием вращательного движения боевой личинки ствол и затвор расцепляются, ствол под давлением возвратной тяги устремляется вперед, а затвор продолжает движение назад. При этом происходит экстракция гильзы. После удара по буферу затвор под давлением запирающей пружины снова смещается вперед.
Ударно-спусковой механизм пулемета ударникового типа позволяет вести одиночную и автоматическую стрельбу. Переключатель вида огня расположен на спусковом крючке и конструктивно объединен в одну деталь. Для стрельбы очередями нужно нажать на верхний выступ спускового крючка, для стрельбы одиночным огнем — на нижний. Флажковый предохранитель, расположенный с левой стороны пистолетной рукоятки, во включенном состоянии блокирует детали ударно-спускового механизма.
Пулеметы раннего производства выпускались с регулятором скорострельности от 600 до 1000 выстр./мин. Однако позже от этого узла отказались, темп стрельбы стал фиксированным и достигал значения от 800 до 900 выстр./мин.
Боепитание пулемета осуществляется как из барабанного магазина емкостью 75 патронов (в варианте ручного пулемета), так и с помощью гибкой металлической ленты, рассчитанной на фиксацию 50 или 250 патронов. Впрочем, ленты могут соединяться между собой с помощью патрона, что позволило создать практически беспрерывное боепитание.
Устройство подающего механизма позволило одинаково эффективно протягивать ленту как слева направо, так и в обратную сторону. Оружие с барабанным питанием можно легко переоборудовать, заменив держатель магазина на подающий механизм. Для станковых пулеметов на откатном лафете применялись патронные ящики, в которых находилась лента с 300 патронами. Для пулеметов, размещенных в танках, были разработаны ленточные коробки на 100 патронов и ленточные мешки на 150 патронов.
Сошка присоединяется как к передней, так и к задней части кожуха ствола. Для предотвращения ожогов о нагретый ствол его закрыли перфорированным кожухом. При перегреве ствола его можно заменить на запасной, осуществить эту операцию могут два человека в асбестовых рукавицах.
Прицел секционного типа с откидной стойкой. На модификации MG 34, установленной на станке, можно использовать оптический прицел. Для стрельбы по воздушным целям к стойке прицела и мушке присоединены специальные визиры.
Приклад, расположенный на одной оси с каналом ствола, исключает подскок оружия при стрельбе.
В качестве боеприпаса используется штатный германский винтовочный патрон Маузера обр. 1898 г. Такой патрон имеет калибр 7,92×57 мм, общую длину 80,3 мм и различные типы пуль: общего назначения (масса пули 12,8 г), бронебойная (12 г), трассирующая (11,5 г), что существенно увеличивает область его применения.
Стрельба из него осуществляется с применением опоры на двуногие сошки или трехногого станка для тяжелых пулеметов.
