Модификации Танки Леопард 2 созданы по классической компоновке: механик-водитель находится в передней части корпуса, командир танка, наводчик орудия (справа от орудия) и заряжающий (слева) находятся в башне; двигатель расположен в кормовой части. Вооружение всех танков, за исключением модели А6, состоит из 120-мм гладкоствольной пушки компании Rheinmetall длиной ствола 44 калибра, двух 7,62-мм пулемётов - спаренного с пушкой и зенитного, расположенного на крыше башни. Кроме того, на башне располагались блоки мортир, предназначенных для постановки дымовой завесы. На танках постоянно модернизировалась броневая защита и системы управления огнём.
Боевая масса машин первой серии составляла свыше 50 тонн, они уже имели комбинированную многослойную броню, стабилизированное в двух плоскостях орудие, приборы ночного видения (в проекте, однако тепловизоры не были поставлены в срок, их устанавливали на уже находящиеся в эксплуатации танки. Получившим тепловизиры танкам было присвоено обозначение 2А2). В боекомплект входили оперённые бронебойные подкалиберные снаряды и фугасно-кумулятивные, предназначенные для поражения широкого спектра целей. Лишь 15 из 42 снарядов хранились в укладке первой очереди, в кормовой нише башни под вышибной панелью; остальные находились слева от механика-водителя без всякой защиты. Танки второй и третьей серий, производившиеся в 1982-1984 гг., получили обозначение A1. В числе изменений было улучшение приборов наблюдения командира, прицела наводчика, изменение расположения боекомплекта, топлива в целях повышения безопасности и др. Танки четвёртой серии, производившиеся в 1984-1985 гг., получили обозначение A3 и такие доработки, как: новая радиостанция, дополнительная защита боекомплекта и др. В 1985-1987 гг. производилась пятая серия машин, получивших самые серьёзные улучшения из предпринятых на тот момент: резкое увеличение бронезащиты башни, дополнительные меры по повышению выживаемости экипажа, введение усовершенствованного баллистического вычислителя в СУО, введение в боекомплект снарядов повышенного могущества. Масса Леопарда 2А4 возросла до 55 тонн.
До 1992 г. были построено три дополнительные партии танков, в целом аналогичных машинам пятой серии, и получивших то же обозначение.
В процессе производства трёх последних серий было принято решение о начале работ над проектами модернизации этих танков в связи появлением в Советской Армии новых грозных танков, таких как Т-80Б. На основе опытной машины Komponentenversuchsträger в 1991 г. было предложено несколько проектов, одному из которых под обозначением KWS II был дан ход; начиная с 1995 г. началась модернизация танков 6-8 серий до уровня Леопард 2А5. Эти машины получили новый люк механика-водителя, обеспечивавший лучший обзор и уменьшение ослабленной зоны корпуса. Башня была существенно модернизирована: маска пушки полностью переработана, лоб и борта были прикрыты модулями разнесенной (предположительно, имеющей неэнергетические реактивные свойства) брони. Электрогидралическая система стабилизации орудия была заменена на менее пожароопасную, полностью электрическую; наводчик получил модернизированный прицел, а командир - независимый тепловизор 2-го поколения, встроенный в панорамный прибор наблюдения; улучшились характеристика стабилизатора вооружения. Танк получил систему навигации GPS. Все эти мероприятия привели к увеличению массы до 59,5-62 тонн в зависимости от комплекта брони. Наконец, часть танков модели 2А5 (225 шт.) с 2001 г. модернизируются до уровня самого свременного немецкого ОБТ, уровня Леопард 2А6. Новый танк получил усиленное бронирование башни и дополнительную противоминную защиту. Главным отличием новой модели является орудие Rhl 120/L55 с увеличенной на 11 калибров (1300 мм) длиной ствола. Вместе со стволом выросли дульная энергия и начальная скорость снарядов, а, как следствие - их бронепробиваемость и дальность поражения. Не менее важен факт установки танковой информационно-управляющей системы. Масса танка возросла до 62 тонн.