美国陆军在1990年代中期宣告将运用配备M4/M4A1，其原因听说是为了将来选用“陆地勇士”体系的时分可以减轻单兵负荷。但有另一种传言指出，“陆地勇士”体系近期内不会敞开完结，其实是陆军内一些高层人士一向关于M16A2要向FNMI这家外国公司收购而感到耿耿于怀，正好柯尔特具有M4系列的独家专利权，于是就决议向柯尔特购买新枪。

  继美国陆军宣告配备M4/M4A1后，美国海军陆战队也宣告全面配备M4/M4A1，以替代本来运用的M16A2。在2002年下半年，通过一番争辩后，美国海军陆战队司令James Jones将军通过《海军陆战队时报》正式宣告，美国海军陆战队通过2年的测验和评比，终究决议抛弃全面换装M4而配备M16A4，配备时刻从年末开端。但海军陆战队也不计划全面配备M16A4，机械化部队依然会以M4作为首要兵器。

  尽管M4/M4A1在步卒战役的射程内现已有满足的准确，但海军陆战队仍是决议挑选射程更远的M16A4。为什么海军陆战队会走回头路，从头挑选20英寸长的枪管呢？来自阿富汗的一些报导好像说明晰海军陆战队的挑选：SS109/M885弹在阿富汗战场上表现出缺少杀伤力，特别是在运用M4或C8卡宾枪发射时。SS109/M885要到达有用杀伤，射中方针时的弹头速度必须在732m/s以上，弹头以这个速度穿过一段距离后开端偏转，偏转时构成较大的伤口。而M4/M4A1的初速较低，伤口作用不抱负，致使有些部队选用比较重的商业用竞赛弹头，以进步结尾弹道功能，更有些部队主张选用新的枪弹，在《美军在阿富汗的步卒配备运用调查报告节选》一文中就有提及到这一点。

  但是，海军陆战队依然是以M16A2为首要兵器，直到2003年伊拉克战役开战前，才紧迫运送了31,000把M16A4到伊拉克，开战后，有更多的M16A4送到科威特，但因为部队现已开拨前哨，成果直到正面战役完毕前一向留在科威特。因为数量缺乏，首要是作为SAM步枪，而陆军的第三机步师早已全面换装M16A4，看来陆军尽管也意识到14英寸枪管不可能全面替代20英寸枪管。不过有意思的是，这次的M16A4由两家供货商供给，供给陆军的是柯尔特，而供给海军陆战队的是FNMI，看来陆军是铁了心不向FNMI订货制式步枪了。

  M16A4是在M4A1卡宾枪之后大约一年推出，两者结构类似，许多部件通用。它是将枪械作为一个模块、火控体系作为一个模块来规划的。瞄具选用了许多的新技术，但枪械自身改善不多。机匣为平顶式，上端有MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨，可装置瞄准设备或可拆开提把。枪机和其他M16系列相同有特富龙光滑涂层，以供给可靠性。重型枪管上刻有适用的枪弹、膛线构成的数字。美国陆军和海军陆战队的M16A4均选用KAC公司的M5 RAS护木，可装置直握把、激光指示器、战术灯和其他配件，护木内侧有铝制的隔热屏。固定式枪托后部可装擦洗东西。在美国陆军野战手册中，M16A4装置RAS有时被称为M16A4 MWS或模块化兵器体系。

  M16系列在3发点射和连发上来回改变，M16A2由连发改为3发点射，M16A3又改成了连发，现在到M16A4又成了3发点射。M16A4上的单发/点射组织也是M16A2的点射棘轮组织。

  M16A4的瞄准设备包含AN/PEQ-5激光指示器、M68近战光学瞄准镜(CCO)、全息衍射镜(HDS)和AN/PVS-14夜视瞄准体系等。听说在M16A4的基础上，柯尔特公司已制成一起具有单发、点射、全自动射击三种射击方法的类型，可能会以M16A5的称号露脸，不过本来M16系列的击发组织无法一起具有三种发射方法，如此看来M16A5必定要改用新的击发组织。