更新时间：2024-07-22 19:42
1962年，M16突击步枪作为世界上第一种正式列装的小口径步枪装备美军后，就在越南战场遭遇了很大挫折。
1966年秋，越南战场上频频传出M16出现故障的消息：弹膛污垢严重、卡壳、拉断弹壳、弹匣损坏、枪膛与弹膛锈蚀、缺少擦拭工具等。在潮湿的热带丛林恶劣条件下，前述问题显得更为严重。
1984年，为满足空降部队和特种部队的作战需要，美国陆军部授权柯尔特公司在M16A2基础上研制新型M16卡宾枪。1991年，该种卡宾枪正式定型并被命名为“美国5.56毫米北大西洋公约组织口径M4卡宾枪”。
1988年，美国柯尔特公司应美国军方要求，在陆军部与海军陆战队联合参与下研制新型的M16卡宾枪。柯尔特公司的工程师把枪管缩短至14.5英寸（368毫米），枪管上增加了一个缩颈用以挂装M203榴弹发射器，采用伸缩枪托，射击方式为单发和三发点射，护木内采用了双层的铝制隔热屏。该种新型卡宾枪的柯尔特公司产品编号为Model 720。M4卡宾枪是采用导气、气冷和转动式设计，以弹匣供弹和可选射击模式的突击步枪，最初由美国人尤金·斯通纳设计，柯尔特公司生产。作为早期突击步枪M16的缩小版，M4卡宾枪的重量也变轻，全枪重只有2.5千克，比M16轻了1千克多。
1991年3月，美国军方正式将定型的新枪并命名为“美国5.56毫米北大西洋公约组织口径M4卡宾枪”，简称：M4卡宾枪。M4卡宾枪紧凑的外形和强大的火力受到各国反恐部队和特种部队的重视。在美军常规部队的步兵班中，M4卡宾枪成为“标配”，而在美军特种部队和空降部队等快速反应部队中，M4则是必备主战枪械。
1989年美国特种作战司令部提出的一项“特种作战特种技术模块”近战卡宾枪研究计划，该计划在1992年更名为“特种作战改进型”，简称SOPMOD。
M4卡宾枪装备部队后，柯尔特公司根据美国军方“特种作战改进型”SOPMOD计划，设计了一种用皮卡汀尼导轨代替带固定提把的平顶型机匣、以方便安装各种瞄准装置的新型M4卡宾枪。
1994年8月，新改进型M4卡宾枪被美国军方采纳，并将该平顶型M4正式命名为“美国5.56毫米北大西洋公约组织口径M4A1卡宾枪”，简称：M4A1卡宾枪，柯尔特公司编号Model 927。
从1997年11月起，美军陆军正式装备M4/M4A1卡宾枪，到1999年底全部现役部队换装M4/M4A1，而原来的M16A2则转交预备役部队和海岸防卫队。
M4A1卡宾枪的主要改进是把原来的固定式提把改为可以安装不同瞄准装置的M1913导轨——即平顶型机匣，此外M4A1的射击方式是半自动和全自动。研制方在试验中发现M4A1卡宾枪的枪管容易过热，有射手以连发方式打完6个弹匣后，护手就烫得不能直接用手去碰。为解决这个问题，柯尔特公司对护手进行了改进，把铝制隔热层由原来的单层改为双层，加粗了护手的直径。
M4A1卡宾枪在美国的特种作战部队中服役，特别是美国陆军的特种兵、海军陆战队的武力侦察队和海军的海豹突击队等等。由于 M4A1射程远杀伤力大精确度高后坐力小，可配备多种附件而结构也很紧凑，也受到其他作战部队及非一线作战人员的认同。
。M4A1卡宾枪在原M4只有“单发”及“3发点射”射击模式的基础上，经过改进增加了“全自动”模式，仍使用5.56毫米口径子弹和M16特有的气体直推传动方式。
M4A1卡宾枪可配备骑士装备公司的消声器、Trijicon反射瞄准装置、可见光照明器和AN/PEQ-2激光/红外瞄准指示器；配套装置还包括各种M203型40毫米榴弹发射器支撑装置、M203枪管组件、将所述枪管连接到护手下方的必要安装系统、M203瞄准系统、AN/PEQ-5系列激光瞄准仪、夜间瞄准装置和一个手提箱。
M4A1卡宾枪设计了平顶型导轨为标准尺寸，取代原先的固定平顶机闸盖。在战场上，目标的位置、运动轨迹等参数随时都会改变，采用新型导轨，便于快速拆装，也可根据不同任务进行换装。此外，M4A1卡宾枪的枪身采用模块化设计，可在其基础上拆卸和增加不同组件，实现不同功能。据了解，M4A1卡宾枪家族已经有政府版、商业版、扩增版等多个型号，均是在其模块化枪身基础上加装不同组件形成的。
2015年7月，美国陆军计划将M4A1卡宾枪升级为M4A1+卡宾枪，并已向轻武器工业界发布需求，要求改进M4A1护手导轨、照门、消焰器、扳机等组件。美国陆军表示，研发项目是对M4A1卡宾枪的某些组件进行改进，改进后的组件将作为一个系统进行评估，必须能够与M4A1卡宾枪匹配使用。
美国陆军要求M4A1+卡宾枪配备长度为305毫米的改进型护手导轨，旨在增加配件的集成性及耐用性；采用不反光的棕色作为枪身颜色，使其具有更好的隐蔽性；照门可折叠并可拆卸，在光学瞄具损坏后可快速翻起使用；新型消焰器能更有效地降低昼/夜射击时的枪口焰，并减少夜视仪对武器的探测效应，而且不会降低武器的各方面性能；增强型扳机可迅速击发，扳机力为17.7～22牛。
2015年7月，美国陆军计划将M4A1卡宾枪（短突击步枪）升级到M4A1+（M4A1 Plus），而美国陆军正在将剩余的M4卡宾枪升级到M4A1。在2015年3月中旬，美国陆军对轻武器工业提出意见征集稿，对升级M4A1卡宾枪提出要求，要求包括延长的军标1913（MIL-STD-1913）“皮卡汀尼”导轨，提升精度的浮置枪管和可选的狙击枪式一道火扳机。
美国陆军要求，允许M4A1+比已有的M4A1稍重，未挂附件未装弹的M4A1+空枪重量要控制在3.62千克（在役的M4A1在同样条件下重量为3.51千克）。
美国军方对改进型M4A1卡宾枪的八项具体要求如下：
1.加长前段导轨
陆军要求是前段皮卡汀尼导轨要有12英寸长，比的标准长4英寸，为便于士兵以弯曲手肘的姿势据枪。但是有很多士兵采用了一种新的据枪姿势，就是伸直手肘握枪而避免造成烫伤。
2.可应用附件
除了能够手握以外，更长的导轨允许士兵安装更多的附件，诸如激光瞄准和指示器、前握把、两脚架、光学瞄准具、枪灯等。同时美国陆军正在研究一种步枪火力控制系统，该种系统可以调节瞄准镜中的瞄准线，纳入对距离、风力、湿度、气压、弹药类型等考虑因素。更长的导轨显然更适合于安装新系统，该射击控制系统会比已有的瞄准镜更大一些。
3.浮置枪管
在M4A1+新的导轨护木内，将会是一根浮置枪管。就是导轨不会触碰枪管。当步枪开火时，枪管会自然振动，连接在枪管上的附件会影响精度。而M4A1卡宾枪导轨护木固定在枪管上，来自导轨护木的力也施加在枪管上。那些受力包括导轨本身、附挂的重量、背带的拉力还有士兵紧握护木的力量。使用浮置枪管可以提高射击精度。
4.可拆卸机械瞄具
M4A1+将包括可拆卸的后备机瞄，在平时使用主瞄具时可以折叠/收起，当主瞄具出现问题是可以迅速翻起/展开使用。而后备机瞄必须能于200米和300米距离有效使用，并能调整风偏和高低。同时还要到600米距离还保有最低限度功能。此外M4A1+将使用更低调小巧、低重心的附件，如此一来挂满附件的M4A1+就不会那么大，那也让武器更加难以被敌人发现。
5.更优精度
美国陆军对M4A1+的精度要求很高，即在M4A1+的枪管寿命期内，90%的射弹在300米距离上极端散布必须达到2.5英寸（63.5毫米）半径水平，在其枪管寿命内的600米着弹点极端散布有90%达到5英寸（127毫米）半径内。
6.销焰器
美国陆军要求M4A1+使用一个新型枪口销焰器/制退器，其比已有M4A1更有效地降低开火时（无论昼夜间）的枪口火焰特征，并减少对夜视仪的影响。而且不得使各方面性能降低于现有M4A1平台。除此之外，枪口装置还能安装适合M200空包弹使用的空包弹适配器。然后即使误装实弹的情况下最大幅度降低损害。
7.可选狙击枪式扳机
对于M4A1+卡宾枪提供像是狙击枪一样敏感的扳机，即M4A1卡宾枪有二道火扳机，就是要先扣下一段行程才能击发武器。该种特殊的一道火扳机模块可以迅速击发，只要扳机一动枪就响，扳机力为4.0~5.0磅（17.7~22牛）之间，在半自动和全自动射击模式下都要可行。
8.隐形性能
为了降低被目视探测的可能性，美国陆军要求M4A1+的部件颜色为“中性（非黑）色”，要求是“粗糙、阴暗、不反射、表面处理不掉漆。”该要求M4A1+使用一种棕色，一种狼棕色498到浅狼棕色481之间的颜色。
除了M4A1和M4A1+卡宾枪以外，美国陆军考虑通过士兵增强项目（SEP）进行更多的武器升级，SEP项目旨在直接提升提升士兵的战斗力。为此美国陆军高层正在考虑购买市场上已有的零配件来改进M4A1平台，比如：
更好的维护保养工具，可以清理枪机、机匣和击针。
可以隔热的皮卡汀尼附件，并且可以把附件的导线容纳其中，免受钩挂。
围绕手枪形握把和光学瞄具的隔热的相较、塑料或者其他聚合物，为部件提供一定的保护。
综合武器系统，整合先进火力控制科技，拥有目标追踪、环境传感器、自动弹道计算、抬头显示和联网能力。
轻20%且隔热的护木。
将光学瞄具稍稍提高并向后移的装置，增加易用性。
允许士兵在任何环境下不开枪就归零武器的装置。
双手、轻量化、坚固的枪带环，枪带环能够快速安装到皮卡汀尼导轨上，并且方便调节。
在扳机护圈和手枪形握把之间的保护装置，提供手指关节的护垫并减少手指损耗。
澳大利亚、孟加拉国、加拿大、捷克共和国、埃及、法国、德国、希腊、印度、印度尼西亚、伊拉克、以色列、意大利、马来西亚、韩国、土耳其、乌克兰、英国和美国，均列装了M4A1卡宾枪。
1994年美国海军陆战队购买了M4A1卡宾枪，但主要是装备特种部队。而美国陆军也在1994年8月正式采用M4A1卡宾枪，首先装备快速反应部队。
2007年4月19日美国《防务工业日报》报道，美国陆军授予柯尔特公司一份价值5080万美元的固定价值合同，用于采购M4和M4A1卡宾枪，全部合同内容在2008年7月30日前执行完毕。
M4A1卡宾枪射速快、精度高，不仅在射程、平衡性、可靠性等方面性能突出，而且整体性能优于M16A4卡宾枪。其主要优点为四方面：
一是重量较轻，利于机动。M4A1卡宾枪携带30发弹夹重约3.4千克，比M16A4步枪携带同样弹夹的重量减轻大约0.6千克。那样，行军作战时，就会大大提升单兵的机动能力，减少士兵的体力消耗，提高士兵的机动速度和瞄准目标时的敏捷度，那甚至可能影响一个士兵的生死、一次战斗的胜负。
二是结构紧凑，便携性好。M4A1短小精悍，缩起枪托长度仅为757毫米，展开枪托时长838毫米，枪管长只有368.3毫米。与M16A4相比，M4A1不仅枪管短，护木也短，其体积和整体尺寸都比较小。M4A1采用伸缩枪托，可根据需要进行调节，携带更方便，有利于迅速进行瞄准、射击，更适合突击部队实施小规模作战、城市巷战等近距离作战，也适合驾驶员、炮兵、空降兵等特殊兵种在车载状态下使用。M4的射程与M16相当，还能够全自动射击，那与美国海军陆战队的小型武器现代化战略不谋而合。
三是通用性强，使用方便。M4A1的基本结构原理与M16相同，均采用气体直推传动方式。采用符合北约标准的弹匣，便于拆装，可大大简化部队的训练、维修和后勤供应。伸缩式枪托使其能够适应多种条件下的射击需要：枪托缩回时可进行腰际射击，拉出时可进行抵肩射击。
四是标准化设计，用途广泛。M4A1采用可安装不同瞄准装置的导轨，安装了模块化瞄准系统，并配有一个移动式提把。该导轨是国际通用尺寸的皮卡汀尼导轨，因此，M4A1可以安装低倍率瞄准镜、战术电筒、榴弹发射器、红外激光瞄准器、夜视仪等多种附件。枪管上装有一个缩颈用以挂装M203榴弹发射器，可以发射北约任何制式枪榴弹。那使它具有较强的点、面杀伤能力，火力和综合作战能力进一步提升。
此外，为减低和隔绝全自动开火时产生的热量，M4A1还装配了较厚重的枪管，护木内采用了双层铝制隔热层。它还可安装消音器进行消声。（国防大学 评）