Троллейбус ЗиУ-682 представляет собой двухосный троллейбус большой вместимости с закрытым цельнометаллическим несущим кузовом вагонного типа. Каркас и основание кузова для снижения массы и повышения жесткости выполнены из тонкостенных трубчатых элементов прямоугольного сечения. В то же время на троллейбусах модификации ЗиУ-682Г-016.03 каркас кузова выполнен из открытого профиля (швеллера). Основание кузова состоит из двух продольных лонжеронов и поперечных ферм; на основании крепится электромеханическое и пневматическое оборудование. Стальная наружная обшивка прикреплена к каркасу точечной сваркой. До начала 2000-х годов наружная обшивка состояла из отдельных стальных листов, сейчас же все модификации выпускаются с цельнотянутыми бортами. Подвеска кузова троллейбуса – зависимая, пневморессорная с телескопическими амортизаторами. Рулевое управление оснащено гидроусилителем.

Внутри кузов троллейбуса разделен на пассажирский салон и кабину водителя. Внутренняя обшивка троллейбуса была выполнена из декоративной фанеры (на последних модификациях вместо фанеры используется ДВП), а потолок – из декоративного бумажно-слоистого пластика. Пол выполнен из бакелизированной фанеры с покрытием из материала с рифленой поверхностью. В салон троллейбуса ведут три двери, из них передняя дверь рассчитана на одновременную посадку/высадку одного человека, средняя и задняя – двух человек. Изначально на троллейбусе ЗиУ-682 устанавливался электромеханический привод дверей, с 1990 года привод дверей стал пневматическим. На троллейбусах последних модификаций осуществлена система блокировки хода при открытых дверях. Напротив задней двери расположена большая накопительная площадка. Поручни выполнены из стальных труб с покрытием из ПВХ. До конца 90-х годов в салоне устанавливались одноместные и двухместные сиденья с каркасом из металлических труб, сейчас же применяются раздельные сиденья с высокой спинкой. Изначально на троллейбусе проектировалось люминесцентное освещение, но из-за ряда недоработок от него пришлось отказаться. Люминесцентные лампы в салоне ЗиУ-682 появились лишь спустя более 30 лет после начала серийного выпуска, в начале 2000-х годов.

Кабина троллейбуса отделена от пассажирского помещения сплошной частично остекленной перегородкой со сдвижной дверью. На троллейбусах последних модификаций с широкой передней дверью дверь кабины водителя открывается вовнутрь салона. Приборная панель модификаций ЗиУ-682Б и В значительно отличается от приборной панели ЗиУ-682Г (более подробно об этом – в разделе «Модификации»). Сиденье водителя мягкое, регулируемое по высоте, подрессоренное.

Вентиляция троллейбуса – приточно-вытяжная. Вентиляция пассажирского помещения осуществляется через форточки боковых окон и крышевые люки. Вентиляция кабины водителя – через форточку левого бокового окна и электровентилятор. Отопительная система – калориферного типа, с электрическими отопителями, один из которых расположен в кабине водителя, а три – в пассажирском помещении.

Пневматическая система включает в себя источник сжатого воздуха, два контура рабочих тормозов, контур стояночной системы, контур аварийного растормаживания и два вспомогательных контура (привода дверей, который появился с 1990 года, и подвески). Все контуры разделены пневмоаппаратами. Сжатый воздух проходит очистку через влагоотделитель (на троллейбусах ЗиУ-682Г-016.02 и ЗиУ-682Г-016.03 введена дополнительная ступень очистки через осушитель адсорбционного типа). Компрессор ЭК-4В (ЭК-4ВМ и другие на более новых модификациях) – двухцилиндровый, одноступенчатый, с рядным горизонтальным расположением цилиндров. Компрессор приводится в действие электродвигателем ДК-408 (ДК-410Б на более новых модификациях), который расположен в одном блоке с компрессором, равно как и двухступенчатый редуктор. Рабочий уровень давления в пневмосистеме (0,65-0,8 МПа) обеспечивается включением и отключением компрессора регулятором давления АК-11.

Тормозные механизмы троллейбуса ЗиУ-682 – барабанного типа с двумя внутренними колодками. Рабочая тормозная система имеет пневматический двухконтурный привод, один контур которого воздействует на тормозные механизмы передних колес, а второй – задних. Функцию запасной тормозной системы выполняет один из контуров рабочей. Стояночная тормозная система имеет ручной механический привод, воздействующий на тормозные механизмы задних колес. На троллейбусах последних модификаций стояночная система управляется пневматикой и воздействует на механизмы задних колес при помощи энергоаккумуляторов. Таким образом, при отсутствии давления в тормозной системе задние тормозные механизмы автоматически блокируются. Вспомогательной тормозной системой является система электродинамического реостатного торможения.

Первые троллейбусы ЗиУ-682 были оснащены двигателем ДК-207-Г3 мощностью 110 кВт, устанавливавшимся еще на их предшественнике, ЗиУ-5Д. Однако вскоре этот электродвигатель был заменен более современным двигателем ДК-210-А3, который устанавливался на троллейбусы ЗиУ-682 до 1988 года. С 1988 года троллейбусы стали комплектоваться электродвигателем ДК-213, мощность которого возросла всего на 5 кВт. В то же время в 90-е годы троллейбусы комплектовались также электродвигателями ЭК-213, которые отличались от ДК-213 только производителем: двигатели ДК выпускались московским заводом «Динамо», а ЭК – заводом в г. Набережные Челны. В последние годы на троллейбусы всех модификаций устанавливается модернизированный облегченный двигатель ДК-213А мощностью 110 кВт. На «горных» модификациях троллейбуса ранее устанавливался двигатель ДК-211 (150 кВт), теперь – ДК-211БМ (170 кВт).

Сила тока, проходящего через тяговый электродвигатель, регулируется посредством косвенной автоматической реостатно-контакторной системы управления (РКСУ). Все коммутации силовых цепей из пускотормозных сопротивлений и ТЭД выполняются групповым контроллером. Он представляет собой служебный низковольтный электродвигатель, на оси которого располагаются замыкатели контактов, определяющие последовательность выключения пускотормозных сопротивлений из силовой цепи тягового электродвигателя. Пускотормозные сопротивления ограничивают ток через ТЭД, таким образом, управляется скорость его вращения и развиваемый им крутящий момент.

До конца 90-х годов преобразование входного постоянного напряжения 550 В в низковольтное служебное 24 В на троллейбусах ЗиУ-682 осуществлялось низковольтным генератором, приводом которого служил электродвигатель напряжением на 550 В (ДК-661А-1 либо ДК-661Б). Последний вращал также вентилятор, который использовался для обдува силовых и тормозных резисторов. Недостатком такого преобразования был постоянный шум от работающего мотор-генератора, однако его хорошая смазка и центровка позволяли понизить шум до терпимого уровня. На выпускаемых сейчас модификациях мотор-генератор заменен статическим преобразователем, а для вращения вентилятора используется 24-вольтный вспомогательный двигатель постоянного тока ЭД-07. У модификаций с вынесенными на крышу реостатами необходимость в таком вентиляторе отпала.

Низковольтная система включает в себя низковольтный генератор, реле-регулятор, две аккумуляторные батареи, серводвигатель ГРК, электродвигатели штангоуловителей и гидронасоса усилителя рулевого управления, приводы стеклоочистителей и стеколоомывателя, наружное и внутреннее освещение, вентиляторы отопителей салона и кабины, громкоговорящее устройство. Электромеханические штангоуловители стали устанавливаться на троллейбусах ЗиУ-682 с 1977 года.

Современные троллейбусы ЗиУ-682 оборудованы также устройством контроля изоляции (УКИ), которое автоматически определяет предельно допустимые значения токов утечки и формирует электрические сигналы технологической и аварийной сигнализации. В его конструкцию входит само устройство УКИ и выносной датчик (датчик пробоя), формирующий электрические сигналы в случае попадания на корпус троллейбуса напряжения контактной сети положительного или отрицательного знака. Устройство подключается между корпусом троллейбуса и землей посредством подвижного электрода, что позволяет измерять значение тока утечки между кузовом троллейбуса и землей.

Среди особенностей электрооборудования троллейбусов последних модификаций следует отметить также вынос большей части электрооборудования из-под пола на крышу. Там расположены пускотормозные реостаты, статический преобразователь, ГРК, автоматический выключатель, ограничитель хода штанг.