美国陆军的试验与鉴定司令部（TECOM）在1986年4月重开XM4卡宾枪的研制工作和第2阶段试验。经过进一步试验和改进后，XM4在1991年3月被正式定型并命名为“美国5.56毫米北大西洋公约组织口径M4卡宾枪”（The United States Carbine，Caliber 5.56毫米NATO，M4）。

M4与其他M16A2卡宾枪最明显的区别特征是其枪管在距离准星座前25毫米的位置上加工了一个缩颈的形状，这是在后来的试验中为了挂装M203榴弹发射器而作出的改动。为了能够挂装原有的M203榴弹发射器，M16A2在护木内的枪管直径与M16A1是相同的，但卡宾枪的护木较短而护木外又采用M16A2式的厚枪管，因此柯尔特的工程师就在护木外的枪管中段加工了这个缩颈，这样就能挂装M203榴弹发射器。固定枪托也能装上去用，但在美军中并不常见有这样做的。

M4卡宾枪还把原本只有两个固定位置的伸缩式枪托改为有四个固定位置，再后来又改为六个。另外M4的照门虽然是M16A2式的，但表尺最远只可调到600米，而非M16A2的800米。由于下机匣是M16A2的，因此射击方式为半自动和三发点射。由于M4和M16A2非常相似，事实上它们有80%的零件可以互换，因此最初也称为M16A2卡宾枪。

在1991年3月军方正式定型并命名为“美国5.56毫米北大西洋公约组织口径M4卡宾枪”（The United States Carbine, Caliber 5.56毫米 NATO, M4）。由于M4和M16A2非常相似，事实上它们有80%的零件可以互换，因此最初也称为M16A2卡宾枪。M4首先装备82空降师，用于替代M16A1/A2步枪、M3冲锋枪和车辆驾驶员使用的部分9毫米手枪，1994年正式列装。柯尔特公司又为海军研制了一种射击方式为半自动和全自动的Model 727，除射击方式外其他与M4完全一样，因此有些人称Model 727为M4增强型（M4 except）或海军型M4。

从1997年起，美军陆军正式装备M4卡宾枪，原来的M16A2则转交预备役部队和海岸警卫队。美国特种作战部队、海军陆战队的武力侦察队和海军的“海豹突击队”等也都相继装备了M4。在长期使用过程中，M4不仅受到作战部队欢迎，非一线作战人员以及民用执法机构对它也特别钟爱。M4还在以色列、伊拉克、阿富汗、菲律宾、法国等大约80个国家的军队使用。

M4突击步枪与M16一样，都是采用导气、气冷、转动式枪机设计,以弹匣供弹并能选择射击模式。M4突击步枪的长度比M16突击步枪短重量也较轻，可以让使用者在近战时快速瞄准目标，M4与M16之间有80%的零部件可以通用。美军最初版本的M4只有单发和三发点射模式，其后的M4A1以单发和全自动模式取代了三发点射模式，M4与M4A1均使用5.56毫米口径子弹而且仍采用M16特有的气体直推传动方式。

M4卡宾枪的枪托为滑动伸缩式枪托，枪托拉出时，可采用抵肩姿势射击，枪托缩回去时，则可放至腰间射击。M4的背带不同于M16A2的背带连接在枪身下方，而是连接在武嚣的一侧，如此一来士兵在持枪巡逻时可随时准备射击。

M4卡宾枪有两种瞄准具可以配套使用，一种是光学瞄准具，主要用来替代M16A2上所使用的机械瞄准具，该瞄准具主要在白天使用，瞄准时可以看到一个红点，这个红点的位置也就是子弹将会击中的位置。M4另一个瞄准具就是轻型热成像瞄准具，利用目标的热影响来确定目标位置。

M4卡宾枪的特点主要为：

M4卡宾枪结构紧凑，便携性好。M4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，M4不仅枪管短，护木也短，其体积和整体尺寸都比较小。M4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，这与美国海军陆战队的小型武器现代化战略不谋而合。

M4卡宾枪重量较轻，利于机动。M4卡宾枪携带30发弹匣重约3.4千克，比M16A4步枪携带同样弹匣的重量减轻大约0.6千克。这样，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，这甚至可能影响一个士兵的生死、一次战斗的胜负。所以，美国步兵有一句古老的谚语：“盎司等于磅，磅等于伤痛。”

M4卡宾枪通用性强，使用方便。M4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。

M4卡宾枪采用标准化设计，用途广泛。M4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，M4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。以满足夜战、远距离精确点射、移动射击稳定性等需求。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。这使它具有较强的点、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，M4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。

M4跟M4A1最主要的区别是，M4拥有“S-1-3”系统（保险/单发/三点发）扳机，而M4A1则拥有“S-1-F”系统（保险/单发/全自动）扳机。并且早期采用固定式提把，只有三点发的M4，已经被全自动的M4A1所取代。M4A1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，就像M16A1。

M4的模组化武器系统（Modular Weapon System）版本，简称M4 MWS（又曾名M4E2），是配备RIS护木的柯尔特M925卡宾枪，并配有大量战术配件。当初配备RIS护木的柯尔特925型卡宾枪经过测试后原被定型为M4E2，但这个名称对已有的卡宾枪安装这个护木后是否需也应更改名称疑问而放弃此称，美国陆军野战手册中则把安装RAS的M-4系列称为模块化武器系统（Modular Weapon System）或简称M-4 MWS。

M4A1卡宾枪（M4A1 carbine）是其中一种M4卡宾枪的衍生型，被用作特别作战用途，亦是最常见的版本。现时主要装备美军各常规部队及特种部队，包括三角洲部队、美国海豹突击队、美国陆军游骑兵及美国海军陆战队。

2007年4月19日，美国陆军与M16/M4枪系制造商柯尔特，签订一笔总价值高达5080万美金的M4/M4A1卡宾枪生产合约，预计合约内容于2008年7月30日前全数执行完毕。

USSOCOM为其辖下部队开发的M4卡宾枪改装套件 Special Operations Peculiar Modification（SOPMOD） Block I。可装配件：

KAC RIS（Rail Interface System）导轨KAC前置折叠式机械瞄具及KAC后置折叠式机械瞄具可快速安装及拆下的M203榴弹发射器；KAC消声器AN/PEQ-2A雷射/红外线指示器；Trijicon's ACOG瞄准镜；Reflex红点瞄准镜夜视镜；M68 CCO红点瞄准镜；EOTech反射式瞄准镜。

第二代的SOPMOD改装套件（又称SOPMOD II），是Block I的更新改进版本。由多间公司生产，包括KAC（Knight's Armament Company）、ARMS（Atlantic Research Marketing Systems）、Lewis Machine & Tools，而Daniel Defense则生产RIS-II（新一代战术导轨）。

由不同公司生产的M4卡宾枪已在特种部队服役，澳大利亚的澳大利亚特种空勤团（SASR）使用柯尔特的出口型M4，英国的英国特种空勤团（SAS）使用加拿大迪玛科SFW。

CQBR—是以更换M4卡宾枪上机匣及短枪管的近战步枪，枪管只有10.3英吋（260毫米）。CQA卡宾枪—中国北方工业的平顶仿制版本。迪玛科SFW及迪玛科C8—由加拿大迪玛科生产，与M4/M4A1卡宾枪相似。

随着M16A2的研制成功，美军也开始考虑为特种部队研制发射SS109/M885弹的新型卡宾枪了。就像M16A2一样，该新型卡宾枪也是根据海军陆战队的需求而在1983年开始设计的。当时海军陆战队的武力侦察连（Force Recon）正式装备的小型肩射武器只是M3A1“注油枪”（非正式使用的是XM177E2），而装甲车组成员也是使用M3A1，海军陆战连认为应该为这些人提供一种卡宾枪。最初柯尔特公司为海军陆战队研制的M16A2卡宾枪基本上只是把M16A2上的改变应用到653型卡宾枪上，即更换了1/7缠距的14.5英寸（368毫米）重型枪管，改用M16A2消焰器，用3发点射代替全自动射击，改用M16A2的机械瞄准具。该M16A2卡宾枪在1985年完成设计，柯尔特公司的型号编号为720型，而在军方的测试计划中称为XM4。但国会否决了海军陆战队的XM4采购预算，结果武力侦察连不得不采用海军的HK MP5-N冲锋枪来代替老旧的M3A1冲锋枪，而其他的美军特种部队则在1988年开始使用的RO727等其他M16A2卡宾枪。

对于M4A1的采购引发了许多争议，而且当柯尔特获得陆军的生产合同后，FNMI随即提出他们也能为陆军生产M4A1。陆军拒绝了这个提议，于是FNMI向美国联邦法院提出诉讼，指美国政府指定唯一的承包商是不公平的。联邦法院在柯尔特的运动下驳回了FNMI的申诉，解释说M4系列的技术是柯尔特专有的，而且按照柯尔特与陆军在1997年12月达成的协议，军方在2011年前都不得向其他生产商授予M4系列的生产权或转让工艺文件。

陆军采购M4A1的高峰是在2000年前后，在2001年美国陆军最终决定让常规部队装备RAS护木的M16A4，似乎是对那个传言的佐证，陆军仍然是从柯尔特采购M16A4。

由于较短的枪管导致初速较低和膛口噪声较大，护木也比长步枪更容易发热，因此海军陆战队是在采用M4A1还是要保留M16A2的问题上反复争论，最终在2002年9月宣布将用带RAS护木的M16A4代替M16A2，但却是由FN生产的。在阿富汗战场上许多徒步战斗的步兵抱怨M4A1存在射程不足的缺点，促进了海军陆战队的这一项决定，然而在2003年入侵伊拉克的城市战斗中，那些仍在使用M16A2的机械化步兵却认为他们更需要像M4这样短小精悍的轻武器，这是因为城市中的战斗距离比阿富汗山区要近得多，而且即使在城郊作战，这些机械化部队成员都没必要用手中的轻武器去对付300米外的目标，而那些抱怨M4A1射程不够的部队多数是缺乏重武器支援的轻步兵。

虽然M4系列的有效射程没有长枪管的M16系列远，但是许多军事分析家认为步兵轻武器大多数情况下不需要射击300米目标，只要在150m内有效就足够了。M4系列由于紧凑的外形和强大火力（仅限可全自动的M4A1）适合CQB而受到反恐部队和特种部队的喜爱，这些优点也适用于城市战斗，因此在常规部队的步兵班中，以M16A4为主再搭配少量M4A1成为流行的模式，而在特种部队和空降部队等快速反应部队中，M4A1则是主战武器，美国特种作战司令部（USSOCOM）把M4A1采用为制式步枪。

柯尔特又生产了加厚护木内枪管部分的M4A1或改装套件，在枪管整体加厚后虽然会略微增加重量，但全自动射击时更耐热也更准确。这些采用重型枪管的武器还配有一个重量稍大并被称为H2的新缓冲器。标准的H缓冲器里面由一块钨和两块钢组成的滑动配重，而新的H2缓冲器改为两块钨和一块钢。这些武器被称为柯尔特921HB型（重枪管），但军队采用的HB改进型并没有重新命名，所以政府型M4A1是包括了921和921HB。

除了在美军装备外，M4系列也出口到其他国家，而柯尔特也向执法机构提供RO777、779、977和979这4种型号的M4/M4A1。

有鉴于长期以来，许多为卡宾枪提供各类瞄准具、灯具及其他战术附件的厂家都没有一个安装接口的标志，USSOCOM（美国特种作战司令部）在1989年9月开始尝试制定了一套近战卡宾枪的附件接口标准，并在1992年5月15日正式提出称谓SOPMOD的计划名称，SOPMOD的意思是“特种作战改进型”。SOPMOD计划是由USSOCOM、海军特种作战部队、空军、陆军海军等其他特种部队共同提出，并委托NSWC（海军武器研究中心）负责研究的。1999年5月开始在海军和空军提供以M4A1卡宾枪为武器平台的SOPMOD进行试验。注意，该称为SOPMOD M4的系统在NSWC的计划中仅是称之为SOPMOD Block1。

第1代SOPMOD M4生产的主要承包商是KAC（奈特军械公司），SOPMOD M4并不只是一支卡宾枪，而是一个以M4A1为基础的模块式突击步枪系统，主要模块包括一个有上下左右四段M1913标准导轨的RIS护木、缩短的快卸M203榴弹发射器及其瞄准具、一个KAC快速拆卸（QD）消声器、KAC后备照门、一支战术灯、一个AN/PEQ-2可见光/红外激光指示器，还有Trijicon的ACOG和反射式瞄准镜及一个夜视瞄准镜，但也有许多士兵把Trijicon反射瞄准镜换成M68 CCO或EOTech全息瞄准镜。SOPMOD M4已经装备包括海豹在内的多个特种部队了，当SOPMOD M4配上一些近战用的战术附件时，又会称之为CQBW M4，即“室内近战武器型M4”，实际上都是同一个东西来的。

第二代的SOPMOD Block2（命名为SOPMOD II）现正在研制中，有许多不同的生产商在竞争这份合同，包括KAC的URX II系统，ARMS公司的SIR系统（Selective Integrated Rail），还有路易斯机器和工具公司（Lewis Machine & Tool）的MRP（Monolithic Rail Platform），而改进的其他项目还包括增强M203榴弹发射器的夜间瞄准能力，改进或研制新的榴弹发射器（EGLM计划），扩展通用的消声器（包括应用于轻机枪及其他武器上），升级/改进现有的各种战术附件等等。由于SCAR计划已经选定了FN公司的样枪，SOPMOD II的战术配件将会应用到SCAR上（SCAR已经确定将使用EGLM榴弹发射器）。

由于小口径突击步枪被认为认为不适应山地作战，且在阿富汗战场表现不佳。所以美国军方业已研制出升级版M-4卡宾枪。

M-4型卡宾枪的前身是M-16突击步枪，该武器非常适合短距离和小规模的作战，曾在伊拉克的巷战中表现出色。

但美军随后发现，5.56毫米口径的M-16和M-4能够达到的最远射击距离只能是1000英尺（约300米）左右，这对在遍布高山峡谷的阿富汗作战的士兵来说显然已无法满足需求。

因此，美国军方研制了该7.62毫米口径，射程可达2500英尺（约800米）的改进型M-4卡宾枪。

M4卡宾枪首次参加实战是在1991年的海湾战争，战争爆发前美军突然发现他们缺少新步枪，许多部队仍在使用M16A1，而M16A2只是在1986年才开始陆续装备，有许多部队还没有完成换装。由于需要尽快获得大量的M16A2和M4，因此美国国防部批准增加M4卡宾枪的供应商，缅因州的大毒蛇轻武器公司（Bushmaster Firearms）获得一份供应M4卡宾枪的采购合同，并为陆军供应了4000支M4，这批枪在“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”期间被第82空降师使用，施瓦茨科普夫将军（Schwarzkopf）的卫兵也是使用大毒蛇M4。

在M4装备部队后，柯尔特又设计了一种用皮卡汀尼导轨代替固定提把的平顶型机匣，方便安装模块化的瞄准装置。在1994年8月这项改进也被美军接纳，并把该平顶型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”（The United States Carbine, Caliber 5.56毫米 NATO， M4A1），在柯尔特公司的编号则为927。由于特种部队不喜欢M4卡宾枪的点射限制装置而使用其他可全自动射击的M16A2卡宾枪，因此M4A1也采用了M16A1的下机匣。但在试验中发现M4A1的枪管容易过热，有射手以全自动方式连续打完6个弹匣后护木就烫得不能直接用手去碰。尽管M4A1是一把卡宾枪而不是轻机枪，但为解决这个问题柯尔特对护木进行了改进，把铝制隔热屏由原来的单层改为双层，因此也相应地加粗了护木直径。这项改进后来也应用在新生产的M4卡宾枪上，所以早期的M4/M4A1上的护木和以前的M16卡宾枪是一样的，而后来的M4/M4A1护木都比较粗。

在1994年，海军陆战队发表了《任务需求文件1.14.》（Operational Requirements Document 1.14.），该文案中宣称从长远目光看待武力侦察连的任务，采用M4A1卡宾枪代替发射手枪弹的MP5-N冲锋枪作为CQB武器会更有效。通过一番努力，海军陆战队最终获得资金购买M4A1，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M4/M4A1卡宾枪，首先装备特种部队和快速反应部队。

限制3发点射的M4卡宾枪多数装备车组成员、机组成员、文书或军官，例如M1坦克车组成员多年来是使用4支M3A1冲锋枪作为自卫武器的，则改为两支M4卡宾枪和两把M9手枪。由于平顶型机匣方便安装瞄准镜，除了早期的订货是有A2提把外，美军所有采购的M4均采用平顶机匣，配用的瞄准镜主要为Trijicon公司的TA11和TA31 ACOG及Aimpoint M68 CCO。政府标准型M4系列为柯尔特920型（平顶M4，快慢机为“S-1-3”）和柯尔特921型（M4A1，快慢机为“S-1-F”）。

许多美军士兵认为M4是“在危险的战斗中最愿意使用的单兵战斗武器”。伊拉克战争中，美国陆军和海军陆战队全部配备了M4型卡宾枪。2011年5月在击毙本·拉登的行动中，美国“海豹突击队”队员正是用M4步枪的红外激光点瞄准本·拉登的胸膛，扣动扳机，才结束了本·拉登的性命。

M4卡宾枪除了杀伤威力不够大以外，还有一些不容忽视的缺陷：一是射程不够远。M4的最大有效射程不到500米，很多时候难以满足士兵们的作战需求。在遍布高山峡谷的阿富汗，塔利班的阵地通常距离美军在500米以外，这使得美英士兵很难击中他们。无论是应对突然出现的敌人，还是处理简易爆炸装置，美军士兵往往需要射程800米左右的远程步枪武器。

二是射击方式不太适合普通士兵。M4当初是为特种兵研制的武器，可采用全自动射击方式。但该方式并不完全适用于一般部队。对于普通新兵来说，在初入战场的高度紧张状态下，很难控制武器的射速，从而浪费弹药或延误战机。

M4卡宾枪还存在射击噪声大、枪管容易过热等问题，在伊拉克等沙漠地区使用时可靠性也会受一定影响。

在过去几十年里，美国三军装备更换得不计其数，美国大兵手中持握的M4卡宾枪算是变化最缓慢的装备之一。M4卡宾枪伴随美军经历了一次又一次战争，虽然已经老迈，但仍堪大用。否则，以美军喜新厌旧的性格，他们绝不会容忍一支一无是处的卡宾枪沿用。可以预见，随着M4卡宾枪的进一步升级，其不足之处将会得到进一步克服，M4在未来战场上的作用将会更加突出。（人民网 评）