Como sucesor del TR3A, el automóvil se basó en el chasis y la transmisión de los deportivos TR anteriores, pero con una carrocería moderna diseñada por el estilista italiano Giovanni Michelotti.

La parte trasera más recta permitía disponer de un maletero con considerable capacidad para un deportivo.

Todo el conjunto del techo duro a menudo se denomina erróneamente una capota Surrey.

El inserto de vinilo y el marco se ofrecen por separado como capota Surrey.

Algunos coches estaban equipados con sobrealimentadores de tipo paleta, ya que el motor con tres cojinetes principales era propenso a presentar fallos en el cigüeñal si se aceleraba más allá de las 6500 rpm; la sobrealimentación permitía que un TR4 produjera mucha más potencia y par motor a revoluciones relativamente bajas.ç El motor estándar producía 105 HP (78 kW) SAE pero, sobrealimentado y debidamente ajustado, la versión de 2.2 litros podía producir más de 200 HP (150 kW).

Otras mejoras clave sobre el TR3 incluyeron una vía más ancha delantera y trasera, una cilindrada del motor estándar ligeramente mayor, transmisión manual totalmente sincronizada en todas las marchas hacia adelante y dirección de cremallera.

Las ruedas opcionales con llantas de alambre de 48 radios se podían pedir pintadas del mismo color que la carrocería del automóvil (poco común), esmaltadas al horno (plata mate con ruedas cromadas, más común) o en mate.

o acabados de cromo pulido (originalmente raros, pero ahora más comúnmente instalados).

Los radiales 185-15, mucho más comunes, eran demasiado anchos para ser instalados de manera segura.

El TR4 tuvo varios éxitos en las carreras en Estados Unidos, principalmente gracias a los esfuerzos del ingeniero californiano Kas Kastner y su mejor piloto, Bob Tullius.

En la prueba de 1966, Tullius rompió un pistón en el coche más afinado y no terminó la competición.

Quizás la mayor victoria en carreras para el TR4A se produjo en Daytona, donde un automóvil preparado por Kastner y conducido por Charlie Gates ganó el campeonato modificado SCCA D de 1965, superando a los Ferrari y a otros coches preparados específicamente para la prueba.

Aunque no obtuvieron un buen lugar en el rally, los coches supervivientes se han vuelto bastante valiosos.

Los motores venían con extras de época como un calentador en las camisas para mejorar el arranque en frío.

Los cristales de las ventanas laterales tenían una forma especial con un borde superior plano para adaptarse a la nueva línea del techo.