Опытный образец БА-НАТИ, разработанный и изготовленный в 1937-1939 гг., стал первым отечественным полноприводным автомобилем. Шасси, спроектированное в НАГИ, базировалось на узлах и агрегатах машин ГАЗ-ММ (колеса, рулевой механизм, элементы рамы, четырехступенчатая коробка передач, главная передача, межколесные дифференциалы) и ГАЗ-61 (шестицилиндровый двигатель мощностью 76 л.с). Рама ГАЗ-ММ была укорочена на 590 мм, рессоры - продольные полуэллиптические, подвеска передних и задних колес оснащена гидравлическими амортизаторами. Машина получила интересное новшество - раздаточную коробку со встроенным межосевым дифференциалом, которая обеспечивала возможность передачи крутящего момента на все колеса или независимо только на передние и задние. В приводе передних колес применены шарниры равных угловых скоростей. Задние колеса двухскатные.
Шасси БА-НАТИ было использовано для установки на нем бронекузова из 10-мм катаной брони с большими углами наклона листов. Ступицы колес защищались броней, стенки бензобака - протестированные, шины заполнены гусматиком. Вооружение состояло из спаренных крупнокалиберного пулемета и ДТ во вращающейся башне и второго ДТ в лобовом листе корпуса.
Построенный в одном экземпляре бронеавтомобиль использовался в качестве экспериментальной машины, он стал объектом теоретических и стендовых исследований новой для нашей страны схемы полноприводного автомобиля с межосевым дифференциалом.