Модификации двигателя «ЗиМ» использовались впоследствии на автобусе ПАЗ-652Б и гусеничном вездеходе ГАЗ-47.
Силовая передача
Для «ЗиМ»-а была разработана новая коробка передач, впервые в истории завода имевшая синхронизаторы (на II и III передачах) и переключение рычагом, расположенным на рулевой колонке — такой была тогдашняя американская мода.
С 1950 года новую коробку передач стали ставить и на «Победу», кроме того, позднее её варианты использовались на автомобилях ГАЗ-21, ГАЗ-22, ГАЗ-69, РАФ-977, ЕрАЗ-762 и других. Это обеспечивало высочайшую степень унификации деталей и очень сильно облегчало обслуживание автомобилей, а огромный запас прочности, заложенный при проектировании этого агрегата, рассчитанного изначально на шестицилиндровый двигатель с большим крутящим моментом, обеспечил КПП огромный ресурс при работе в паре с четырёхцилиндровыми двигателями.
Оригинальным конструктивным решением, примененным на ГАЗ-М-12 и не имеющем аналогов в отечественном легковом автомобилестроении, была гидромуфта — агрегат трансмиссии, располагавшийся между двигателем и сцеплением, и представлявший из себя картер, заполненный специальным маслом, в котором вращались не связанные друг с другом механически два ротора в форме половины тороида, разделенные лопатками на 48 отсеков (насосный ротор, игравший роль маховика) и 44 отсека (турбинный ротор, к нему крепился облегченный маховик и обычное фрикционное сцепление). Между внутренними торцами роторов существовал небольшой зазор.
При работе двигатель крутил насосное колесо, которое создавало в картере движение жидкости, приводившее во вращение турбинное колесо, при этом допускалось их взаимное проскальзывание. Имевшие при этом место потери энергии при невысокой частоте вращения были практически незаметны, ведь максимальные обороты нижнеклапанного двигателя «ЗиМ»-а составляли всего 3600 об./мин.
Гидромуфта не была аналогом автоматической трансмиссии, в те времена уже появившейся в Америке, и не увеличивала крутящий момент, подобно гидротрансформатору; но и она давала автомобилю немало эксплуатационных преимуществ.
«ЗиМ» мог стартовать с любой передачи из имеющихся трех — заводской инструкцией рекомендовалось трогаться со второй передачи, а первую использовать только в тяжелых дорожных условиях и на подъемах. Эластичность при движении на прямой-третьей передаче была просто удивительна. Автомобиль трогался с места плавно и безо всяких рывков. «ЗиМ» можно было затормозить до полной остановки, не выключая передачи, после чего начать движение можно было просто отпустив тормоз и нажав на акселератор — гидромуфта не образовывала постоянной жёсткой связи между трансмиссией и двигателем, не давая двигателю заглохнуть при остановке — роторы гидромуфты начинали проскальзывать друг относительно друга (насосный вращался двигателем, а турбинный был застопорен вместе с трансмиссией), играя, таким образом, роль второго, автоматического сцепления.
В отличие от появившейся на «Волге» ГАЗ-21 автоматической коробки передач на основе гидротрансформатора, гидромуфта не требовала никакого специального обслуживания и дефицитных смазочных материалов, а ресурс её был практически неограничен.
Помимо преимуществ, этот трансмиссионный агрегат сообщал автомобилю и отдельные недостатки. Главным было то, что для удержания машины на месте при остановке на уклоне можно было использовать только стояночный тормоз — без этого даже при включённой передаче «ЗиМ» легко начинал катиться. Это предъявляло высокие требования к техническому состоянию ручного тормозного механизма, а в мороз включение стояночного тормоза на длительное время могло привести к примораживанию тормозных колодок к барабанам. Более эффективным способом удержать машину на месте было использование призм-упоров — они прилагались к каждому автомобилю. Справедливости ради следует отметить, что этот недостаток был характерен и для многих ранних автоматических трансмиссий, не имевших положения «P» («Park», «Парковка»).
Впоследствии гидромуфта была применена на карьерном самосвале МАЗ-525.
Впервые в отрасли на ГАЗ-М-12 был применен гипоидный задний мост с неразрезным картером, что в сочетании с двухзвенным карданным валом позволило сильно понизить уровень пола и практически убрать туннель для карданного вала, а также значительно снизить уровень шума от работы главной пары моста по сравнению с конической передачей ГАЗ-М-20.
Были у этого решения и минусы — гипоидный задний мост выходит из строя после нескольких минут работы на обычном трансмиссионном масле, так как для него требуется особое, довольно редкое тогда, гипоидное, ввиду того, что особенности работы гипоидных шестерен требуют очень высоких противозадирных характеристик масла; увеличилось количество точек смазки за счёт введения дополнительного сочленения карданного вала, усложнилась его балансировка.
Шасси
Независимая пружинная шкворневая передняя подвеска была выполнена по типу подвески ГАЗ-М-20 (в свою очередь, выполненной по типу