К началу Второй Мировой войны в частях Вермахта и на складах имелось 84 078 пулеметов этой модели. Пулемет MG-34 работает на принципе отдачи ствола с коротким его ходом. Запирание канала ствола у этого пулемёта осуществляется поворотом боевой личинки. Боевая личинка соединена с остовом затвора так, что может поворачиваться по отношению остова затвора. На боевой личинке, кроме боевых упоров, расположены цапфы с роликами, которые входят в криволинейные пазы короба. Взаимодействие криволинейных пазов короба и роликов боевой личинки обеспечивает поворот боевой личинки при отпирании и запирании канала ствола, а криволинейные поверхности ствольной коробки, взаимодействуя с роликами боевой личинки при отпирании, ускоряют движение затвора назад. В боевой личинке смонтирован ударный механизм ударникового типа. Он состоит из ударника с бойком и боевой пружины. Из пулемёта можно вести как одиночный, так и непрерывный огонь. Для этого спусковой крючок имеет две выемки, как это сделано у пулемета MG-13. При нажатии на верхнюю выемку стрельба ведется одиночными выстрелами, а при нажатии на нижнюю - очередями. Предохранитель от случайных выстрелов расположен с левой стороны рукоятки управления огнем. При стрельбе очередями ствол пулемёта быстро нагревается, что обусловлено прежде всего очень высоким темпом стрельбы (до 800 выстр/мин). По этой причине конструкцией пулемета предусмотрена возможность смены ствола. (В комплект пулемёта входят два запасных ствола, которые переносятся расчетом в специальном футляре.) Для предотвращения ожогов обслуживающего пулемет расчета ствол закрыт перфорированным кожухом. К передней или задней части кожуха крепится двуногая сошка, с которой пулемёт может использоваться в качестве ручного.

При использовании пулемёта в качестве станкового он устанавливается на универсальный станок обр.1934 года, который позволяет вести стрельбу как по наземным, так и по воздушным целям. Для стрельбы по воздушным целям может быть использована также легкая зенитная тренога обр. 1934 года. Пулемёт MG-34 может использоваться и как танковый. Для этого необходимо лишь снять сошку и приклад. Имелась также модификация MG-34/41 с более коротким стволом и меньшим весом.

Пулемёт имеет прицел с откидной стойкой, станковый вариант пулемёта нередко снабжался и оптическим прицелом. Для стрельбы по воздушным целям к стойке прицела присоединялся задний откидной визир, а к специальному приливу на кожухе пулемета крепился передний кольцевой визир. Стрельба из пулемета ведется винтовочными патронами Маузера 7,92х57-мм с легкой или тяжёлой пулей. В ходе войны были разработаны и использовались также патроны с бронебойными, бронебойно-трассирующими, бронебойно-зажигательными и другими пулями.

Предусмотрено два варианта питания пулемёта патронами при стрельбе: из барабанного магазина ёмкостью 75 патронов или из гибкой металлической ленты на 250 или 50 патронов. Лента на 50 патронов может соединяться с помощью патрона с другой такой же лентой, и таким образом можно получить ленту на любое количество патронов. При стрельбе по самолетам лента обычно укладывалась в специальную коробку, которая' присоединялась к приемнику пулемета. Конструкция приемника позволяет подводить ленту как с правой, так и с левой стороны.

Пулемёт MG-34 обладал неплохими боевыми характеристиками, однако из-за того, что большая часть его деталей изготовлялась методом фрезерования с очень жесткими допусками, массовое производство его было затруднено и не покрывало растущие потребности Вермахта. Кроме того, пулемёт оказался слишком чувствительным к воздействию жары и холода, а также к загрязнению. Замена нагретого ствола была довольно сложной операцией, требовавшей участия двух человек и наличия асбестовых рукавиц, что в боевых условиях вызывало затруднения. По этой причине в 1942 году пулемёт MG-34 был заменён более совершенным пулемётом MG-42.