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美國製的突擊步槍 来自维基百科，自由的百科全书
M16枪系是一系列突击步枪，发射北约标准的5.56毫米口径弹药。M16是1967年以来美国陆军使用的步兵轻兵器主力，亦被至少15个北约国家所采用，更是同口径枪械中产量最多的一个型号。M16是美国军方给由阿玛莱特AR-15发展而来的军械之编号[2]。
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| M16步枪 Caliber 5.56 mm, M16 | |
|---|---|
M16A2步枪 | |
| 类型 | 突击步枪 |
| 原产地 |  美国 |
| 服役记录 | |
| 服役期间 | 1964年－ |
| 使用方 | 参见使用国家 |
| 参与战争／冲突 | 缅甸内战 越南战争 寮国内战 柬埔寨内战 柬越战争 中越战争 两山战役 多次中东战争 北爱尔兰问题 斯里兰卡内战 黎巴嫩内战 土耳其—库尔德冲突 萨尔瓦多内战 1979年阿富汗战争 入侵格林纳达 福克兰战争 美国入侵巴拿马 波士尼亚战争 索马里内战 海湾战争 南斯拉夫战争 江陵潜艇渗透事件 科索沃战争 2001年阿富汗战争 伊拉克战争 巴基斯坦西北部战争 2006年以黎冲突 墨西哥毒品战争 伊拉克内战 2011年利比亚内战 2011年叙利亚内战 马拉维危机 2022年俄罗斯入侵乌克兰 以色列—哈马斯战争 |
| 生产历史 | |
| 研发者 | 尤金·M·斯通纳 |
| 研发日期 | 1959年[1] |
| 生产商 | 柯尔特制造公司 FN America 大宇集团 其他 |
| 生产日期 | 1963年— |
| 制造数量 | 8,000,000枝以上 |
| 衍生型 | M16 M16A1 M16A2 M16A3 M16A4 |
| 基本规格 | |
| 重量 | 7.18磅（3.26千克，空枪） 8.79磅（4.0千克，上膛） |
| 长度 | 1,006毫米（39.5寸） |
| 枪管长度 | 508毫米（20寸） |
| 子弹 | 5.56×45mm NATO .223雷明顿 |
| 口径 | 5.56毫米 |
| 枪机 | 直接瓦斯传动系统，滚转式枪栓 |
| 发射模式 | 可选择射击模式，半自动、三发点放／全自动（M16A1和M16A3） |
| 射速 | 45—60发／分钟（半自动） 全自动 700—950发／分钟循环持续（M16A1、M16A3） |
| 枪口初速 | 975米／秒（3,200尺／秒）， 884米／秒（2,900尺／秒） |
| 有效射程 | 550米（600码） |
| 供弹方式 | STANAG弹匣、C-Mag弹鼓 |
| 瞄具 | 固定式提把型机械瞄具（M16、M16A1、M16A2） 可拆式提把型机械瞄具（M16A3、M16A4） 可透过机匣顶部的皮卡汀尼导轨安装瞄准镜（M16A3、M16A4） |
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美国5.56毫米口径M16枪系的研制是始于美国陆军的作战研究办公室（Operations Research Office，简称ORO）一项研究，ORO于1948年9月在约翰斯·霍浦金斯大学成立，是陆军资助的一个民间研究机构，其目的是进行提高军事作战能力的相关研究，当时在英国也有类似的作战研究组织。ORO的第一个研究项目是“怎样设计出防护性能更好的战斗防弹背心”，简称ALCLAD计划。为此ORO调查超过300万个在第一、二次世界大战中伤亡报告，又向参加过朝鲜战争的士兵进行访问。在调查中他们发现，第一次世界大战的神枪手经常在1200米距离上射击，但大多数被射杀的人都在100米范围内中弹的；而参加过朝鲜战争，第602步兵团接受访问的士兵中有大约87%的士兵表示：受地形及其他环境因素的制约，他们的射击目标距离有95%是在270米以内，许多士兵更说他们所射杀的敌人都在100米以内。 在往后几年里他们发表一系列关于他们调查结果的报告，他们的基本结论是战斗绝大多数在近距离发生。在高机动性的战争中，作战分队的战斗形式以遭遇战为主，而有较强火力的作战分队容易赢得战斗。他们也发现在战斗中被命中的机会是随机的，也就是说，因为“目标”不是坐着不动让你打，不经过瞄准的反应式射击和经过正确瞄准的射击同样可以将敌人击伤或杀死，命中率没有太大的差别，而要造成一个人员的伤亡需要发射大量的子弹。这些结论实际上是暗示步兵们应该装备一种全自动步枪，以增加射速。然而它也清楚表明必须增加弹药的消耗，一个步枪手必须为一次战斗而携带大量的弹药，因此他们必须携带的装备应当减轻重量。ORO认为.22口径步枪发射能控制散布形式的成群射弹在300米射程内有相当理想的效果。值得注意的是，这项研究是在美国陆军军械署人员和英国军械人员为.28和.30口径子弹的优劣吵得不可开交时秘密进行的，ORO的研究结果实际上跟德国人10年前研制7.92mm×33短弹（中间型威力枪弹）的原理相同。 当时研制的T44步枪（M14前身）能够全自动射击，一定程度上符合ORO的研究结论，但它的弹药太重导致单兵携行量不能提高，枪的长度和重量也使它不适合近距离战斗。负责轻武器研究和发展的美国陆军军械署长官瑞纳·斯塔德勒（René Studler）注意到ORO的报告，于是他向阿伯丁试验场要求提供一份关于小口径武器的研究报告。
唐纳德·霍尔（Donald Hall）在这个研究计划中发现一种.22寸（5.59mm）枪弹在大多数战斗情形中与较大的弹头有相同的表现。而且由于后座力较低可以提供较高的射速，这样的武器可能会使敌人有较多的伤亡。在他的研究小组成员中的小威廉·C·戴维斯（William C. Davis Jr.）和G.A.格斯塔森（G.A. Gustafson）开始研制.224寸（5.69mm）枪弹并进行一系列的实验，但当他们要求提供资金作进一步的研制时，这个请求在1955年被否决。
同时，美国陆军军械署于1953年至1957年之间实施一项名为“齐射计划”（Project SALVO）。“齐射”计划共分为两个阶段，在第一阶段的“齐射”中最后建议武器连发射击时4发子弹散布在20寸（0.5m）范围内将比现存的半自动武器成倍地增加命中率。而在第二阶段的“齐射2”中试验一些概念性的武器，如AAI的艾尔文·巴尔（Irwin R. Barr）推出的一系列飞镖弹（箭弹），开始时是在霰弹枪的弹壳内包含32枚飞镖弹（箭弹），最后改为单发飞镖弹（箭弹）的步枪弹。温彻斯特公司和斯普林菲尔德兵工厂则提供多种武器，而ORO自己设计两种新枪弹，一种是把.22弹头装入一个.308温彻斯特弹壳内，另一种是把.25或.27弹头装入一个.30-06弹壳内。还有其他一些创新的设计，例如同时射出两个弹头的双头弹，斯普林菲尔德兵工厂的埃利·哈维（Earle Harvey）所设计的通过改变弹头形状而使弹道发生变化的设计等等。在这同时，T44的测试仍在继续，而FN公司也经由美国的哈林顿-理查森武器公司（Harrington & Richardson）代理他们的FAL，提供T48样枪参与T44的竞争。最后的结果大家都知道，美国人选择T44作为新的制式步枪M14，而在这之前，尤金·斯通纳带着他的步枪半路中途杀入这个新步枪选型的竞争计划。[3]
尤金·斯通纳（Eugene Stoner，1922-1997），第二次世界大战结束后他从海军陆战队退役便开始设计步枪。1955年（另一些资料是1954年，可能是开始研制的时间），在阿玛莱特（Armalite）（母公司是费尔柴德发动机和飞机制造公司（Fairchild Engine and Airplane Corporation）工作的斯通纳研制AR-10自动步枪，AR-10采用瑞典AG42杨曼（Ljungman）步枪的瓦斯直接传动系统（Direct impingement，也称为气吹式或直噴式瓦斯操作式），发射与斯普林菲尔德T44步枪相同的T65步枪弹（7.62×51mm北约标准弹）。AR-10的设计无论是材料、内部结构还是外形设计在当时看来是相当前卫的，相比之下，T44无论在结构上外形上还是材料上都显得比较传统。AR-10的枪管是复合材料，里面是拉有膛线的不锈钢内衬管，外面是铝合金套管。机匣由铝合金而不是钢铸造而成。枪托和握把是纤维玻璃增强塑料，甚至消焰器（防火帽）是用钛制造的，只有枪栓总成（bolt assembly ）是采用镀铬钢制件。射击时，火药燃气通过枪管上方的导气管直接进入枪栓总成中，枪栓总成本身就相当于导气活塞。在当时的传统设计中，通常是让瞄准具贴近枪管，为此而采用下弯造型的枪托，由于抵肩点低于枪膛轴线，因此射击时容易导致枪口上跳。而AR-10借用德国FG42伞兵步枪和美国M1941约翰逊轻机枪的直枪托设计，使抵肩点处在枪膛轴线上，准星用一个三角形结构抬高，而照门则安装在一个提把上，因此使瞄准基线升高在一个合理的位置，抵肩瞄准时非常舒适。同时拉机柄(Charging Handle，亦称拉机柄)也设计在提把内，左右手均能操作。[4]
AR-10空枪重仅3.4千克，比它的竞争者轻超过2磅（约900g），此外它在后座控制方面也比其他两个竞争者要好。然而，它出场得太晚，在1956年才加入美国陆军的选型试验，当时T44E4和T48步枪已经进入最后的测试阶段。而且前卫并不一定总是好的，在1957年，AR-10在试验中因枪管过热导致枪口装置松动，连续撞击钢衬管而严重开裂，于是被取消资格。而且这种复合管也被认为是制造复杂、成本高而不被看好。斯通纳的设计在当时来说是太急进，然而AR-10的出现为后来小口径步枪的高速发展提供基础。AR-10引起美国陆军威莱德·维曼（Willard G. Wyman）将军的注意，他要求斯通纳和阿玛莱特公司设计高初速的.22口径步枪。[5]
当“齐射”计划在1957年作出总结，一个仿照G.A.格斯塔森（G.A. Gustafson）在1955年因没有资金筹备而中止的研究被重新提出来，于是美国大陆军司令部（U.S. Continental Army Command，简称CONARC，现美国陆军部队司令部）的司令官威莱德·维曼（Willard G. Wyman）将军立刻要求生产厂商组织研究小组来试制.22口径（5.6mm）步枪。设计要求符合下列各项，不过最后一项要求说明美国陆军对ORO的研究结果并没有充分的理解：
当看到AR-10时，威莱德·维曼亲自暗示阿玛莱特应该尝试设计这样的武器。根据这些要求，阿玛莱特公司由尤金·斯通纳（主设计师）、罗勃特·佛利蒙（Robert Fremont，监督原型枪的生产）和L·詹姆士·沙利文（L. James Sullivan，监督方案起草工作）领导的设计小组开始研制新的.22口径步枪。他们的第一个设计却是使用传统布局和木制枪身（也许是AR-10在试验中的失败使他们对这种新颖设计心有顾虑），但试验中发现太轻，而且传统的枪托设计也导致连发时后座力不易控制，甚至用较轻的枪弹也是一样。于是他们的第二个设计决定把AR-10按比例缩小成口径为.222的自动步枪，试验马上就成功，新枪被命名为AR-15，设计组只用6个月时间就提交6支样枪由阿伯丁试验场评审。
同时温彻斯特（Winchester Repeating Arms）也加入.22口径步枪的竞争计划，他们采用基于M1卡宾枪的设计，提供一种.224口径的轻型军用步枪样枪（Light Weight Military Rifle，简称LMR）。而斯普林菲尔德兵工厂的埃利·哈维也基于T44步枪研制另一种.224口径（两种.224口径完全不通用）的轻型步枪样枪，但斯普林菲尔德兵工厂管理高层拒绝从T44计划中分一些资源出来参与这项“前途不明朗”的竞争计划，所以斯普林菲尔德兵工厂并没有在小口径步枪上投入资源。
在试验中，为符合最后一项500米穿透力的要求，斯通纳又要求雷明顿公司（Remington Arms Company）改进他们的55格令.222雷明顿步枪弹（初速3300呎/秒，约1006米/秒），而研制出来的新型弹药就是著名的.223雷明顿步枪弹。除口径外，AR-15的枪管改为全钢制简单结构枪管，并采用短棒状防火帽，原本位于提把内的钩型拉机柄改成提把后方的Ｔ型拉机柄，其他方面则与AR-10基本一样。斯通纳的新步枪AR-15其实是把许多其他步枪的设计思想和特点集合起来，包括：
另外由于较轻的新型弹药允许步枪采用铝合金和塑料等轻型材料，尺寸更小，即使换成全钢枪管后仍然是比温彻斯特LMR轻了1磅（约450公克），AR-15空枪重只有6.35磅（2.89千克），满载后重约3.5千克。到最后，阿玛莱特的AR-15没有真正的竞争者。但是斯通纳也犯了一些错误，他认为没有必要给枪膛镀铬，而且当时阿玛莱特公司也没有给枪膛镀铬的工艺能力，但军方在第二次世界大战期间的研究表明，枪膛镀铬对自动武器来说是大有好处，因此军队宣布从M14步枪开始，以后生产的步枪都应镀铬（chrome plated）。
另一个问题是，研制时间太短。也许是迫于M14自动步枪成功的压力，小口径步枪计划的推动者希望早上播种晚上就能收割。所以当AR-15推出的9个月后即1958年3月31日开始进行军方试验时，其实AR-15的完整的研制过程还没有完成，而且由始至终军方的军械工程人员和阿玛莱特公司设计师没有面对面工作、沟通交流。
从1958到1959年，陆军在本宁堡、奥德堡和阿伯汀试验场等地将AR-15与M14进行对比试验。通过这些试验，表明AR-15重量轻、易操控、易于分解结合，而且步兵部门报告说AR-15会是M14步枪的一个合适替代品。但在稍后的测试中暴露一些问题，如枪口焰大、精度不好、穿透力（penetrating power ，亦称贯穿力、侵彻力，弹头钻入或穿透物体的能力）差、使用30发弹匣时故障率高，而且当雨水进入AR-15的枪管中时发射会导致膛炸。雨水导致膛炸的问题也发生在温彻斯特的样枪上，所以虽然斯通纳重新设计并加强枪管，陆军军械工程人员说问题仍然存在，这是.22口径枪管可以预期的问题，因此陆军再次要求发射较大的弹药，这次提出的是.258（6.55mm），不过他们又暗示将在阿拉斯加州继续进行极地环境可靠性试验。然后斯通纳又听说AR-15在极地试验测试中发生大问题，当斯通纳带上一些替换部件飞到阿拉斯加时，发现问题出在陆军测试人员身上，他们把步枪分解后没有正确地重新组装，斯通纳认为这是操作不当所致，要求重新测试。此后，军方就开始阻碍斯通纳对AR-15的改进，借词用军火部门说如果AR-15改造来发射新的.258口径弹药可能更合适，认为这是最佳的弹药选择。总之，美国陆军对AR-15失去兴趣，而且AR-15还需要继续研制工作。在阅读这些报告后，参谋长麦克斯韦·泰勒（Maxwell Taylor）将军也不支持AR-15而建议继续生产M14。[6]
但不是所有的报告都是持否定态度的。正在试验的AR-15、M14和AK-47的一系列模拟实战情形中，军方发现AR-15尺寸小和重量轻，使用起来更灵活，反应更快，他们的结论是装备AR-15的8人小队的火力等同于现在装备M14的11人小队。此外他们也发现AR-15比M14更可靠，在数千发子弹的射击试验中有较少的停射和卡壳现象。
但是，到此时阿玛莱特已经在AR-15上投资约1.45百万美元的研发费用，而且似乎还看不到尽头。于是，阿玛莱特决定停止对AR-15的研究，而阿玛莱特为偿还债务也在1959年12月把AR-15的设计、生产与销售权以现金75,000美元和日后4.5%的销售提成卖给柯尔特制造公司（Colt's Patent Firearms Manufacturing Company）。1960年，阿玛莱特公司进行改组，斯通纳在这次改组期间离开阿玛莱特。[7]
柯尔特制造公司进一步完善AR-15的设计，作为柯尔特最初的AR-15的型号分别是601型和602型（英语：Colt Model 602），这两个型号基本上只是最初阿玛莱特步枪的复制品（事实上这些早期的型号经常被发现印着柯尔特/阿玛莱特AR-15）。这两个型号的机匣右侧弹匣座位置还是“平面”造型，还没有603型开始出现的凸起“围栏”。而601型和602型在外观上主要的区别是消焰器（防火帽）不一样，601型是三分叉式消焰器，俗称“鸭嘴式”（Duckbill），602型的三分叉式消焰器，外廓是锥台形，与601型不同。至于还有一处在外观上看不出的主要的区别，就是601型的膛线缠距（travel length） 为1:14寸，而602型改为1:12寸。这两个型号中的大多数都是用绿色或棕色枪身。[8][9]
当时已经有一些外国军队看中这种革命性的新步枪。AR-15最早的买家之一是英国陆军，他们采构一批供SAS在婆罗洲岛使用，讽刺的是，SAS的对手印尼军队也是AR-15最早的用户之一。
柯尔特把公司未来命运的赌注押在AR-15身上，这光靠小批量的出口是绝对不够的，因此柯尔特决定向军方高层发起一次大胆的攻势。首先，柯尔特开始攻击M14步枪，然后柯尔特试图影响国防部的其他高层官员。第一个被说服的高官就是当时的空军副参谋长 柯蒂斯·李梅（Curtis LeMay）将军。在1960年6月4日，美国空军在德克萨斯州的一个空军基地试验AR-15，事后李梅将军立即决定采购8,500支AR-15步枪（以601型为主，602型也有被少量购买）以代替战略空军司令部的岗哨所装备的M2卡宾枪，此举令AR-15避免夭折。柯尔特用同样的方法去影响美国国防部高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency，简称ARPA）。ARPA也认为AR-15很适合实战使用，于是在1961年8月，越南军援咨询小组要求购买1,000支AR-15让南越军队进行全面的实战测试，被当时的国防部长所批准。在1962年初夏这项采构计划得已实施，在实战测试期间，为南越军担任顾问的美国军事顾问提交有关AR-15在实战中表现报告：
在1962年6月16日，第340游骑兵连的一个排在执行任务中……，他们在密林中与三名武装越共遭遇，两名越共有卡宾枪、手榴弹、地雷和冲锋枪，双方距离约15米，一名游骑兵用AR-15向敌方全自动射击，第一个点射就有三发子弹命中一名越共，其中一发子弹命中头部，严重创伤；另一发是在右臂，也是严重创伤；一发子弹命中他的右侧，产生一个直径5寸的大洞……这三发子弹中的任何一发所造成的创伤都足以致死的。
这些报告显示AR-15更适合身材矮小的南越政府军士兵使用，而正在协助南越军队的美国特种部队也立即采用AR-15。不久，国防部正式指示在实战条件下试验AR-15，试验表明AR-15在性能上优于其他武器。而美国陆军在1962年、1963年两次复试AR-15，两次否定AR-15，理由是远距离上精度差、易损坏。但在空军与越南军援咨询小组的努力下，国防部决定对AR-15和现役的M14进行一次成本效益比评估（Cost efficiency ratio，亦称效费比、费效比）[10]。ARPA的报告指出：通过对AR-15和M14的效费比评估表明，如果装备一定数量的AR-15会使美国步兵拥有装备AK-47的苏联步兵所相抗衡的火力，而且价格更低廉。
现在摆在国防部长劳勃·麦纳马拉（Robert McNamara）面前有两个矛盾的观点：ARPA的报告和空军方面支持AR-15，而五角大楼的立场和陆军方面的观点却支持M14。最后连约翰·肯尼迪总统也表示关注，因此劳勃·麦纳马拉命令陆军部长赛勒斯·万斯（Cyrus Vance）对M14、AR-15和AK-47进行对比试验。陆军的试验报告再次确定只有M14才适合军队的需要，但万斯怀疑这些测试方式有欠公正，于是命令陆军监察长调查这些测试所用的方法。监察长的综合报告指出陆军的测试人员明显地偏坦M14。柯尔特公司开始利用这个有利事件，他们利用民间媒体谴责军方测试人员过分地夸大M14的优点，柯尔特指出与同类步枪相比AR-15并不需要太多的维护，事实上当后来国防部开始采构M16的时候也的确没有得到相应的维护工具。
总之，试验记录证明AR-15的确胜过M14，柯尔特也在政治上获得强势支持，美军驻越南总司令威廉·魏摩兰也多次提出装备的请求，劳勃·麦纳马拉在1963年1月23日命令停产M14。此时，空军已经将在越南使用经过改进的AR-15（柯尔特公司称为英语：Colt Model 604）命名为XM16。在1963年11月4日，柯尔特公司获得一份生产104,000支XM16的合约，其中85,000支提供陆军特种部队与空中机动战术部队试用，另外19,000支供空军空降特种部队使用。
同时，陆军高层及研究部门正如火如荼地开展另外一项计划“特种用途单兵武器（SPIW）”（Special Purpose Individual Weapon），作为未来的通用步兵武器。其实主要的目的就是变着法子抵制AR-15。他们高度推荐立即采用这种武器，并表示这种武器就像M16一样也是采用小口径高速弹的原理。因此，陆军的装备部门根本没有精力对AR-15进行试验和评估。1963年未，空军正式地接受他们的第一批XM16，当时已经有人非正式地称呼这种枪为M16。[11]
在过去，美军装备新型步枪总是要经过反复多次、极为慎重的试验与评估，而M16在试验与评估都不够充分的情况下便装备部队，这就使它先天不足，以致以后屡遭弹劾。对于M1加兰德步枪来说，M14确是一个好的替代品，但对M1卡宾枪来说，M14却不是一个合适的替代品。在装备M14的时候，美军想方设法地要加强他们的火力以应对越共使用的AK-47，他们使用可以找得到的任何武器，包括大量二战时的汤普森冲锋枪、M3冲锋枪等。因此，在越南战场上的美军迫切地需要一种新步枪取代M14步枪。现在一件小巧轻便的全自动步枪就摆在眼前，于是立即像救命稻草一样被参战美军抓住，大批M16就在未完成充分试验的情况下急匆匆地赶赴越南战场救火。[12]
M16的上下机匣都是由铝合金制成，枪管、“枪栓总成”（bolt assembly）是钢制[注 1][13]，护木、手枪式握把以及枪托则为塑料制品。早期的型号特别轻巧，只有2.9千克（6.4磅）。由此可见，它比起1950~60年代的7.62毫米战斗步枪都要轻。即使与装满弹药后重约5千克的AK相比之下也还是很占优势。M16A2和之后的改良型重量有所增加（装满弹药时重8.5磅或3.9千克），因为它们采用加厚的枪管。对于因操作不当引起的损害，厚枪管更加耐用，而且它也减缓连续射击时的过热，适合持续射击。有别于从头到尾都很厚的传统精确射击用枪管，M16A2的枪管只有护木之前的部分比较厚。护木下的枪管部分和M16A1相同，以兼容M203榴弹发射器。M16全枪长40寸（1.02米），当中其标准枪管长20寸（508毫米）。弹匣卡榫在步枪的右侧，位于扳机护环的前方。
M16是一款轻巧的5.56毫米口径突击步枪，它采用瓦斯直接传动系统，由高压瓦斯通过导气管（Gas tube）直接推动枪栓进行上膛抛壳动作，以弹匣供弹，全枪由枪管用钢材，铝合金以及复合塑料制成。M16是可击发调变击模式枪械 ，射击模式可透过位于下机匣左侧的快慢机（Selector，俗称“快慢机”）切换。
掌管击发与枪栓运行的上机匣是枪身上半段，主要部件是枪栓（Bolt）、枪栓座（Bolt Carrier）、抛壳口（Extraction Port）与拉机柄（Charging Handle），功用是掌管枪支的击发与枪栓行进闭锁，枪栓后退时抓入新的子弹送入枪膛，枪栓闭锁后再由击针点燃底火，完成击发的动作。击发后枪栓再次后退，抽出弹壳，由抛壳口弹出。要让第一发子弹上膛，拉动拉机柄栓式使枪栓后退，击发之后传动系统便会接手，直到更换弹匣或者卡弹才需要再自己操作枪栓。抛壳口的位置上有防尘盖（Dust Cover），用来阻挡灰尘进入，枪栓后退时就会打开。M16A1，用的是直接瓦斯传动系统（Direct Impingment），配合枪管上方的导气管（Gas Tube）连接到枪栓座气室来推动枪栓。枪栓复进助推器用于将未到定位的枪栓强制上膛。
枪管末后端接上机匣（也称做枪栓容纳部，枪栓框）内的部分，称之为枪膛（Chamber）也叫做药室或后膛（Breech），是容纳上膛子弹与加速子弹的地方。枪栓勾出待发的弹药后，就会被推入枪膛，枪栓勾弹与击针进行击发，借由枪管内侧的膛线（Rifling）和子弹咬合，被火药瓦斯推动的子弹就会因此顺着膛线旋转，离开枪口后继续自行旋转，能将动能保留更久，穿透力也会提高。此外自旋也让子弹的行进路线可以预测。[14]
M16枪栓总成（Bolt assembly ）由枪栓凸耳（Bolt Lug）、枪栓（Bolt）、凸轮销（Cam Pin）、击针（Firing Pin）、插销（PIN ，用于固定Bolt）、枪栓座(Bolt Carrier)六个可活动部件组成。
M16 枪栓总成（Bolt assembly 或称Bolt Carrier 枪栓座），上方长管状是枪栓气室（作用类似容纳活塞运动的瓦斯缸管），枪栓气室底下有块方头插销叫“Cam Pin”（凸轮销），凸轮销有孔让击针通过，另在枪栓管圆孔中插销是固定击针用，枪栓头（Bolt head）周围类似齿轮物是“Bolt lug ”（枪栓凸耳，可译成枪栓头锁耳），有8个，其中一个兼具抽壳钩（extractor）作用，内凹中心是击针孔，下方圆柱是抛壳挺（ejector）。 膛室闭锁靠“枪栓凸耳”旋转完成密封，是AR枪系独有特征， 过程中枪栓座(Bolt Carrier)本体不“滚转”，只有枪栓凸耳（Bolt lug）旋转，枪栓不旋转，不能称为滚转式枪栓（Rotating bolt）。毛瑟步枪、M14步枪、AK系步枪是滚转式枪栓（Rotating bolt），英语相关著作多认为运作方式类似Rotating bolt 。可参考HK MR762A1 LRP的用户手册23页到25页内容有枪栓分解图，该型枪使用和AR相同“Bolt Carrier”（枪栓座）。 [15][16]
护木（护手）会覆盖上机匣前面、准星后面这一段枪管。护手顾名思义，就是包住枪管让手能够握持的部件，枪管温度很快就会随着射击活动飙高，所以需要一个隔热垫才能让手握持，里面还会有另一层隔热垫，用来进一步阻绝枪管散发的热气传到射手手上。护手除隔热以外还有一个功用就是散热，过热的枪管会使枪膛内的子弹炽发也就是弹药被过热的枪膛给提前引爆。M16枪系步枪护木可以轻易拆除，M16A4护木边缘有锯齿状物体叫做战术滑轨（Rails），正式名称是M1913（Picatiny）皮卡汀尼导轨（Picatiny是一种军事标准）。战术滑轨的用途是安装配件，有对应安装座的配件如瞄准镜或前握把，只要使用螺丝固定就可以锁在滑轨上使用，侧边滑轨还装保护轨道本体的轨道护片（Rail Panel）。
机械瞄准具包含准星（Iron Sight）照门/觇孔（Rear Sight），机械瞄具有型式之分，最主要的差异便在于“Rear Sight”，在中文里依外型的不同分为觇孔（Aperture）与照门（Notch）。一般而言，觇孔是现今多数步枪的设计主流，欧美步枪一直都是用觇孔。觇孔所想定的射程会反映在它的孔洞大小上，近战用的觇孔直径会较大（M16A2是翻转式觇孔 ，直径改为5毫米，标示0-2），而远距离射击的觇孔直径就会较小（M16A2 为1.8毫米），因为孔越小越能精确瞄准，但却有让瞄准速度变慢、视野太小的问题。携行提把除机械瞄具，还有圆孔供固定瞄准镜。
消音器是最广为人知的一种枪口装置。由于一般枪械（手枪、毛瑟栓式枪机步枪）无枪口装置射击时，枪口（Muzzle）会喷出较大的火焰，会暴露射手位置也会影响瞄准。步枪用的枪口装置基本上有两种：防火帽、制退器（Flash Hider、Muzzle Brake）与消音器（Sound Suppressor、Silencer）。防火帽是最常被使用的枪口装置，防火帽顾名思义，就是借由将枪口火焰分流的方式，来降低枪口焰的亮度与大小也被称为“消焰器”。柯尔特突击型，M16枪系列很多都采用鸟笼式防火帽。而另一种类似的东西就是制退器，制退器设计的重点便是后座力的应对，借由瓦斯排出方向的控制，产生与后座力方向相反的力道来互相抵消。防火与制退这两个功能常是合并在一起的，另外防火帽或制退器还有一个功能，就是降低枪声，但是降低音量的效果仍然远不及消音器（使用消音器后就能不戴耳塞或抗噪耳机直接射击）。XM-177E1的大型防火帽有减音与消焰的双重功能，但不到消音器的水准，有人称之为调节器（Moderator）。
上、下机匣前后各用一根插销（pin）结合，就是一把步枪。下机匣掌管弹药供应、射击模式与操作，借由调整其中的快慢机（Selector，俗称“快慢机”），就能决定武器要以半自动（SEMI）或是全自动（AUTO）模式射击，而扳机组（Trigger Group）也能锁住扳机，做为步枪的保险。另外还有弹匣（Magazine）与弹匣插口（Magazine Well），与释放弹匣的弹匣卡榫（Magazine Release）。M16枪系扳机前方上面的按钮就是弹匣卡榫，前面是弹匣插口，而以M-16为首的美系枪械，多具备能在弹尽时固定枪栓的（空仓挂机）功能，上弹匣后轻轻一拍即可上膛的枪栓卡榫（Bolt Catch），因其外形而被人昵称为小球拍。 下机匣还有个缓冲器功能，M16枪系的复进簧管在枪栓总成后面，为的是加长缓冲的距离，因此需要占用枪托的空间才能容纳后退的枪栓总成与复进簧管。也因此没有经过特殊改造的M16枪系无法使用折叠枪托只能用伸缩枪托。
当前的制式军用弹匣子弹容量为30发，而越战的时候只有20发（30发的弹匣直到战争后期才开始研制和生产）。AR-15及M16的弹匣后来成为北约STANAG弹匣制式弹匣，这种规格弹匣也是多款突击步枪及民用半自动步枪弹匣。另外，配件市场上推出双弹匣并联器，但是美国军方不鼓励使用，因为有可能增加弹匣顶部受损或者弄脏的机会。
M16利用直噴式瓦斯操作式原理，从导气孔进入的高压瓦斯通过导气管进入枪栓气室，直接推动枪栓进行自由行程，这种结构使射击精度较高，而且减少独立的活塞和活塞筒，缺点是枪栓容易变得肮脏。因此，M16相比起采用导气活塞原理的枪械更需要经常清洁和润滑来保障操作的可靠性。
M16一个明显具备人体工程学的特征是在下机匣后方以塑料制成的枪托，枪托内有一个铝制管状缓冲器（复进簧管，通常称叫缓冲管，M16枪系只使用伸缩式枪托不能用折叠式枪托原因在此），它同时起到容纳复进弹簧（recoil spring）和后座力缓冲的作用。枪管与枪托成一直线，使抵肩点处在枪膛轴线上能够减少枪口上跳，特别是在全自动射击模式的时候。由于后座力不会使准星发生明显的偏移，用户的疲乏程度会减轻。另一个符合人体工程学的设计是位于消焰器上方，以及携行提把之上的机械瞄准具。M16A4则具有一个“平顶式”的机匣，以及皮卡汀尼导轨。用户可以在导轨上安装传统的携行提把，瞄准系统，或者各种光学设备，例如夜视仪。[17]
在1964年2月8日，美国空军把XM16正式命名为“美国5.56mm口径M16步枪”（United States Rifle, Caliber 5.56mm, M16）。由于AR-15的拉机柄只有拉动枪栓功能，不能助推，而枪栓比较轻，惯性小，一旦因为某种原因使枪栓不能复进到位，枪栓就无法闭锁，出于对这个问题的担忧，陆军采用的试验型就在M16上增加枪栓辅助闭锁装置（枪栓复进助推器，或称呼为“辅助推机柄”），并命名为XM16E1。所以XM16E1与M16的最大区别在于其上机匣右侧有没有一个活塞状的枪栓复进助推器，而且M16的枪栓表面光滑，而XM16E1的枪栓右侧表面加工有多道凹齿，以便与枪栓复进助推器作用，万一枪栓没有复进到位，可用手按压这个枪栓复进助推器把枪栓向前推到定位。
其实在当时，柯尔特、空军、海军陆战队和尤金·斯通纳认为没必要为步枪增加这个使采构单价增加4.5美元的复杂装置，而且也认为这个装置没有实际好处。无论这个受到争议的“枪栓复进助推器”装置是否有效？三年后陆军还是在1967年2月28日订购有这个装置的840,000支XM16E1（另一些资料指柯尔特在1966年6月16日获得这份价值约91,700,000美元的合约），并正式命名为“美国5.56mm口径M16A1步枪（United States Rifle, Caliber 5.56mm, M16A1）”（另一些资料说M16A1是在1967年2月23日正式命名）。但是在1965年至1967年期间，XM16E1在越南的战斗中暴露出许多问题来。 对于AR-15能成为M16，以前在越南初期的问题频生，M14和SPIW都可谓“功不可没”。事情还要从1950年代说起。在北约进行“弹药通用化”即要在北约内统一枪弹口径时，美国认为T65式7.62×51mm枪弹射程远、穿透力强，坚决反对任何降低威力的小口径弹药，美国凭盟主地位施加强硬影响，使北约在1953年正式决定T65弹为北约制式弹，美军的制式步枪也选定斯普林菲尔德T44，并定型为M14。
M14刚刚装备部队便立即在越南战场投入使用，在越南的丛林山区中，M14的缺点暴露无遗。M14全长1120mm，带装满子弹弹匣时全重4.54kg，由于7.62mm枪弹威力大，在全自动射击时后座力非常大，射手不容易控制，造成射击精度很差。最不能忍受的是在越南战场上配发的M14都安装快慢机锁（参见M14/M14A1中的具体说明），士兵只能半自动射击，在AK-47强大火力的压制下，使用M14的美军士兵苦不堪言。此外由于步枪和弹药都太重，通常在巡逻任务中的单兵携带的弹药量不超过100发子弹。此外M14枪身用太多的木制件，结果在越南潮湿的丛林中很快就会因为吸收太多水分而导致变形、松动、甚至还会腐烂，从而严重影响射击精度。
美国陆军高层在落后的思维下导致M14这种落后于时代的武器诞生。而痛定思痛的陆军高层却把希望寄托在另一件领先于时代的武器——SPIW（甚至在2020年看来，某些纸面数据也是太科幻了）。陆军高层是把M16当成是M14和SPIW之间的过渡武器，所以根本不重视M16的研发和试验。结果，由于SPIW的失败，才导致M16能正式上位；但也正是由于SPIW失败得太快，导致M16在列装前没机会进行更充分的试验和改进，且由于陆军高层对待M16的心态不正，而导致早期M16的可靠性面临质疑。[11]
XM16E1全面配发到部队后首次在战斗中登场是在1965年11月越南德浪河谷战役（Ia Drang）的战斗，而且表现得相当好。哈尔·穆尔（Harold G. Moore）中校（后升为中将）在报告中写道：这次胜利是由“勇敢的士兵和M16带来的”。（哈尔·穆尔与当时的随军记者乔瑟夫·盖洛威合写关于德浪河谷战役回忆录，书名为《越战忠魂》（We Were Soldiers Once… And Young），该书在2002年被拍摄成电影《勇士们》，由梅尔·吉勃逊主演。）
但当XM16E1配发的数量在逐渐增加的时候，其名声都也在逐渐变得更坏，从1966年秋天开始，越南战场上频频传出M16出现故障的消息，许多关于战斗失利的报告都提到该枪的问题。在1967年5月，一名海军陆战队员所写的家信中就有这样的内容：
“我今天上船时刚好收到你的信。从上个月的21号到今天我们都在实施行动。目前敌人伤亡很大，而海军陆战队的伤亡比较轻微所以我才能回到基地看报纸。让我给你一些统计数字看看为什么说伤亡轻微。在我们营里出战接近1400人，有半数的人能回来。我们连里出战250人，有107人回来。我们排里出战72人，有19人回来。我想我的运气到头了，他们（死神）最后也会找上我的。可是，我只是被一块小弹片打中。我希望我的伙伴们都可以说这样的话。……信不信由你，你知道是什么东西杀了我们大部分的人吗？是我们自己的步枪。在我们离开冲绳岛之前，我们全部都配发这种新式步枪—M16。实际上我们发现几乎每个人死的时候都在维修他的步枪—因为他的步枪出故障。有一位跟我们在一起的女记者拍下这些照片，五角大楼发现后不让她公开这些照片。他们说不希望影响到美国公众的情绪。这不是很可笑吗？”
柯尔特公司立即派出几个专家小组奔赴现场，美国参议院武装部队委员会、美国全国步枪协会旗下的《美国步枪手》（英语：American Rifleman）杂志等也派人前往调查、采访，此时，由凯瑟琳·利莱（Catherine Leroy）拍摄照片在巴黎《竞赛》杂志上公开，消息传到国内，一片哗然，批评M16的浪潮此起彼伏，尤其是反对采用小口径的人推波助澜、添油加醋。当时M16存在的主要问题有：
这些故障的原因是多方面的，越南气候潮湿，温度高，若不注意擦拭维护，很容易使枪生锈，但改用步枪弹发射药是主要原因。M16原本所用的M193枪弹原来填装杜邦公司的IMR4475单基管状药，这种药燃速快、压力曲线升得快、残渣少。不久，杜邦公司通知陆军说他们无法大量生产IMR4475。1964年1月，陆军决定采用奥林公司的WC846双基球形药，他们认为这种发射药易于生产，成本低，而且燃速慢，降低峰压，有利于提高枪管寿命，而且原本T65枪弹（7.62×51mm北约标准弹）也是使用这种发射药的。但事与愿违，M193弹采用WC846药后便出现很多问题：球型发射药燃烧后会在M16的枪管和导气管中留下一些粘粘的残渣，由于枪管没有镀铬，而导气系统又没有相应的维护装备和适合的润滑物，因此很难迅速使步枪恢复正常使用状态；由于球型发射药的弹道特性导致导气孔的压力，加上缓冲装置重量很轻，M16的全自动射速从正常状态下的每分钟750-850发提高到每分钟850-1000发；另外由于枪栓开锁时剩余膛压高，残渣也增加枪膛壁与弹壳之间的磨擦力，因此经常出现卡壳和断壳现象；此外，对M16的生产全过程缺乏一个有效的管理体制导致的品管问题也是一个重要原因。
斯通纳本人对于改用发射药一直存有遗憾，据说他曾与众议员弗郎克维有过一段对话。当时斯通纳正在翻看改变发射药后的M16步枪技术数据：
- 弗郎克维：您的意见如何？
- 斯通纳：我建议还是不改为好。
- 弗郎克维：陆军已经决定这样办了。
- 斯通纳：既然已经决定还征求意见干什么？
- 弗郎克维：我想如果您能同意，我会感到舒服些。
- 斯通纳：好，那就让我们两人都不舒服吧！
除上述原因外，装备M16的部队缺乏必要的训练和指导以及缺少维护工具也导致M16在战斗中出现了很多戏剧性的故障。斯通纳系统的优点是枪栓在上机匣内形成如“活塞”般在枪管轴线上运动，这样枪栓组在运动过程中质心变化小，不会对精度造成不利的影响，而且没有独立的活塞也使得结构简单和减少活动部件。但该系统的缺点是火药瓦斯直接进入枪栓总成，很容易在枪栓总城内积碳，因此，M16需要经常清洁和润滑以确保其可靠运作。使事情变得更糟的是，部队使用单位被告知这种太空时代的武器不必清洁和润滑，因此没有配备相应的维护工具。如果仍然用最初的IMR发射药这倒可能是真的，但偏偏现在使用比较“脏”的球形药。结果，M16经常在战场上卡壳。
但不管是什么原因，现在对于M16的争辩再一次风起云涌，斯通纳的最新设计斯通纳63武器系统被送去越南试验，而SPIW的试验武器计划被重启。幸运的是，这一次对待M16的问题却表现得比对待M14要冷静得多。 针对M16在战斗中表现出来的问题，由国会组成的委员会于1967年5月15日开始着手调查，首席代表是密苏里洲的民主党员理查德·伊萨霍特（Richard Ichord）。他在本宁堡和彭德尔顿营进行测试观察M16的故障案例，并直接专程前往越南评估问题，调查委员会在1967年6月下旬提交报告，陈述“看上去所谓问题重重的M16其实是一支非常优秀的步枪，其在应用中发现的种种问题均由部队内部管理不善所致。”。[18][19]
但抽壳困难和射速的问题是由于设计缺陷引起。为解决设计中的一些问题，M193弹中容易产生残留物的含钙元素碳酸盐含量由原来的1%减少到0.25%，这样就使M16导气管的堵塞现象减少一半，抽壳困难的现象也得到解决。柯尔特公司也对M16本身进行改进，例如重新设计缓冲器（即复进簧和配重的复进簧管），使射速降低到正常状态；设计一种维护工具以及新的枪托，使维护工具能贮存于步枪内；膛线缠距由1：14寸改为1：12寸；严格控制生产工艺，提高产品品质。最后，还制订一项“应该如何正确地维护M16”的庞大训练计划，并印制一份连环漫画式的步枪维护手册发给士兵，这项措施是关于操作问题的最终解决方法。
也许对M16A1的最重要的变化是枪膛镀铬，后来干脆枪管内膛完全镀铬。这项改进其实早在最初的“齐射”计划时已经提出过，但由于不划算而被放弃。当时还没有可靠的方法去给直径小的.224枪管内膛镀铬。镀铬的真正价值在于防止枪膛腐蚀，当枪膛内由于锈斑、沙、污垢、或机械加工痕迹会增加摩擦系数，粗糙的枪膛加上斯通纳式枪栓缺少预抽弹壳动作、以及5.56mm枪弹的弹壳锥度过小，许多士兵发现经常在打第一发弹后就会粘膛。而枪膛镀铬后则不容易生锈，而且也减少摩擦，枪膛内残留的污垢很容易随着挤泵动作与弹壳一起抛出。
在操作性能和生产问题上所作的努力，使得M16/M16A1的可靠性问题迅速减少，虽然名声还是很差。但M16开始在实战中证明它的可靠性能够达到使用要求。在1967年8-9月期间，有关调查人员再次在越南战场上调查士兵对M16的意见，调查小组会见超过2,100名士兵，只有38人表示想换掉他们的M16步枪，但其中的35人表示想要的只是XM177型——这是M16的缩短型。
在解决故障频频的问题后，下一个最迫切的问题，就是如何把更多的步枪交到正需要它们的部队手上。直到1966年，柯尔特公司都是M16/M16A1的唯一生产商，月产25,000支。1967年6月30日，美国政府购买M16枪系专利、特许生产权和TDP（Technical Data Packages，包括生产图纸、工艺文件在内的详细技术资料），美国政府就可以指定其他承包商来生产更多步枪，使部队能更快地获得大量新武器。由于担心饭碗被抢走，柯尔特公司员工马上展开持续两个月的罢工来反对这项决定，不过美国陆军最终还是增加两个生产M16的承包商。在1968年4月，通用汽车公司的Hydramatic分部（Hydramatic Division of General Motors Corporation）和哈灵顿·理查森公司（Harrington & Richardson）开始生产M16/M16A1，月产分别为25,000支。1969年柯尔特公司扩建，M16的月产量达到50,000支。1970年5月，三家公司的最高月产量达到89,000支。到1971年，通用公司和哈灵顿公司相继停产M16/M16A1，而柯尔特则仍在为美军提供M16/M16A1步枪，直到1988年。（为防止M16A1的订单被取消，柯尔特公司在1969年还制造两支瓦斯活塞长行程传动系统，类似AK枪系枪栓传动原理的Colt Model 703 型。）[20]
M16与AK47的首次较量是在越南战场上，在很多对比两支枪性能的报道中都会提到当时很多美军士兵在缴获AK47后，宁愿扔掉M16而使用AK47，这种情况常常被夸大地描写，使人感觉到M16系列十分不可靠。然而事实上美国士兵扔掉M16步枪虽然确是存在的事实，但却远不如人们所想像的普遍。在哈尔·穆尔的书名为《越战忠魂》中多次提到战斗中M16出现故障时的解决方法往往是一些人使用伤员或阵亡人员的步枪继续战斗，而另一些人则蹲在散兵坑底排除故障。因为在战斗，除非自己的武器确实无法使用又没有后备武器，否则一般人都不会冒险在火线下捡敌人的武器使用，那通常是在战斗结束后打扫战场时才悠哉游哉地干的事情，此外使用不同型武器还涉及到训练水准的有效发挥和配用弹药供应等问题。使用缴获武器情况的确存在，但反过来，同样有不少越共、北越军使用缴获的M16系列。一方面他们惧怕M16的杀伤力，他们经常谈论“小黑枪与小弹能打大孔”，另一方面，他们使用任何能找到的任何武器，包括M16。
经过改进的M16A1不但提高可靠性，也在生产品质管理上严格把关。例如每一批M16A1在配发到部队前，都会进行可靠性抽试，抽试的结果中表明M16A1平均故障率为0.033%，低于指标要求的0.15%，平均无故障工作时间为3000发。通过严格控制生产工艺，M16A1还是具有良好的可靠性。尽管M16最初在越南战场上表现得故障频频，但问题在6个月内就解决，M16/M16A1在战斗表现中证明尤金·斯通纳的设计优秀。
虽然美军在越南战场失利，但M16却从越南战场起步，仅柯尔特公司在这段时间内就生产350万支M16。1974财政年度，美国陆军采构270万支。M16开始走向世界，并在世界各国军队掀起一股小口径步枪热潮。有意思的是，北越军队彻底击败南越军队后，从南越军队手上缴获约一百万支M16A1。越南在1970年代至1980年代期间把这些缴获的M16A1销售到其他地方，大部分是卖到中美洲，比如萨尔瓦多的左派游击队马蒂民族解放阵线党（FMLN）。[21]
1970年3月，五角大楼发表震惊其他北约国家的言论：“所有隶属北约的美军部队必须装备M16A1”。英军对于美国军械部人员20年前强制要求北约使用7.62毫米口径弹作为标准弹药往事表示不满，因为美国曾认为英国的0.280口径（7.1毫米）弹药威力不足，而现在却告知他们说美国终于认识到这种小口径枪械的必要性，也开始准备进行一种更轻的北约标准化弹药。
但是在1970年代中期，其他国家的军队也在寻找一种类似M16的武器。一项北约标准化的计划很快启动，并在1977年开始进行针对各种不同弹药的测试。美国直接提交他们最原始的设计，M193枪弹，而且没有进行任何改良。然而随着防弹背心的普及，部分国家认为其装备的子弹应该具备更高的贯穿力。英国推出一种改进自5.56毫米弹药，使用更长和更细的4.85毫米子弹，装在现有的美国弹壳内。这种弹药具有更好的弹道性能，也具备更强的穿透力，有效射程为600米，符合他们对于班用自动武器（轻机枪）的要求。西德开发一种新的4.7毫米无壳弹药，与美国原本的设计具备相似的弹道性能，但是却轻巧得多。然而对于这种无壳弹药还是有很多不信任，因为它有可能自燃。最终的设计由比利时提交，也就是SS109弹，一种同样基于美国子弹，口径同样是5.56毫米口径的新弹药，它具备较重和更尖锐的钢弹头以增加贯穿力，有效射程比M193弹更远。
测试很快就发现比利时和英国的设计大体上差不多，但是都比原始的美国设计要好。然而为发挥SS109的全部性能，枪管需要使用的最佳膛线缠距是1：9寸，但是为发射较长的L110曳光弹时可更加稳定需要1:7寸膛线缠距，这种曳光弹在改进弹道性能的同时更增加射程，L110的有效射程则是800米，M196曳光弹（使用M193球状装药配套）的有效射程为450米，而现有的1：12寸膛线缠距枪管由于不稳定性而只有90米的有效距离。但是最终美国陆军选定比利时SS109弹作为新的制式步枪子弹，为此他们需要全新步枪。在1982年面世的M16A2从那以后成美国的制式军用步枪。为美国生产的北约标准弹药称为M855弹，使用来自SS109弹的设计。M856弹则为L110曳光弹的美国版本。
柯尔特在获取阿玛莱特AR-15步枪的生产权后生产的首两个型号为601和602型（Colt Model 601 and 602 ）。这两种型号实际上只是对原来阿玛莱特步枪的复制版本。601型和602型的弹匣座侧面呈平板状，它们没有在弹匣释放钮外面设置防止误操作的“围栏”，同时部分版本的枪身被喷上绿色或棕色油漆。601型是美国空军采用的第一种步枪，但是后来很快就被改良版XM16／M16（柯尔特604型）所取代。他们也购买一定数量的602型。大量的601和602型曾被许多特种部队所采用，当中最有名的就是英国陆军特种空勤团（SAS），他们早在派到马来亚作战时便已装备这些武器。601型和602型的唯一区别就是后者从原本1:14寸的膛线缠距改为更常见的1:12寸的缠距。[22]
“XM16”为美国空军正式采用后的版本，其正式命名为“5.56mm口径M16步枪”。这是美国军方第一种正式采用的M16，具有三角形的护木及三瓣式消焰器，但并没有复进助推器。枪栓本来采用镀铬式设计，枪栓侧面则被磨光，也没有装配枪栓复进助推器的槽口。后来，镀铬枪栓被放弃，因为陆军配发装配复进助推器（枪栓辅助闭锁装置）以及燐化处理过的机匣的试验型。美国空军至21世纪仍继续使用这些武器，并会在枪械磨损时进行翻新和更换新的部件。
陆军的原型版本XM16E1和M16在本质上是一样的，除了前者增加枪栓复进助推器。M16A1是第一种最终化生产型。为解决在XM16E1测试中暴露出来的问题，生产商以一种“鸟笼”式消焰器取代XM16E1原本采用的三分叉式消焰器。后者太容易让外来的物体进入，例如被树叶和细树枝卡住。当在战场上发现许多问题之后，生产商都针对这些问题作相应的改动。此外也研制维护工具，以向士兵配发。由于采用枪膛内室镀铬以及后来的全镀铬枪管内膛，原本因污染物和锈迹所导致的故障已逐渐减少。问题最终在6个月内就解决，以至于后来的部队已经熟悉如何处理这些早期故障。
M16A2所作的改动比先前型号更多。除采用新的膛线缠距外，护木前的枪管进行加厚处理，以增加枪管的抗弯曲性能，同时减缓连续射击时的过热，也有助提高单发精度。觇孔直径改为5毫米，并加上一个新的可调节照门，它可从300到800米进行调节，还可以调整风偏，以充分利用SS109弹药的弹道特性。消焰器被再次修改，这次是将消焰器底部两个向下的开孔封闭，使其在俯卧射击时不会扬起灰尘或者雪花。护木截面从原本的三角形形状改成有散热肋条可以起防滑作用的圆形，使其更适合手掌小的用户握持，也由原来的左右两半式改为上下两半对称式，从而使得库存的备件不必单独区分左护木和右护木。其枪托设计得更长和更结实，由于采用改进的塑料材料和设计，A2型的护木据说比原先的设计要结实10倍。SS109弹由于采用更重的弹头，初速也因而有所减少，从早期型号的3,200码／秒（975米／秒）下降至A2的大概2,900码／秒（875米／秒）。另在上机匣朝向抛壳口的后方设有一个特别的弹壳抛壳偏向装置来防止退出的弹壳打到左撇子的用户。
枪栓也重新经过设计，将原本的全自动模式改成三发点放模式。训练不足的部队在使用全自动武器的时候，由于掌握不到控制连发射击的技巧，经常扣著扳机不放，从而造成散射。因此，美国陆军得出结论：三发点放能够在节省弹药，准确度和火力密度之间提供一个最好的平衡。但是，M16A2的点射机构带有设计缺陷：扳机组件在扳机释放之后不会自动复位。举例来说，当一名士兵在点射时第二发和第三发之间就已经松开扳机，那么下一次他再扣动扳机的时候只能打出一发子弹。即使在半自动模式中，扳机组件的机制也会影响武器的使用。每射出1发子弹后，扳机组件都会在点射模式的3级之间位置不同。在这些级数之间每一次扣动扳机力度都不太一样，会影响精确度，虽然对于大多数射手来说都不明显。
总括而言，M16A2的新特性为原本的M16增加重量和复杂度，而且取消全自动模式。在新型号被认为更精确的同时，更重的子弹也带来更弯曲的弹道曲线，从而使得距离估量的准确性要求更加高。舆论也指出觇孔的设计不理想，小觇孔不容易找准星，而大觇孔又降低瞄准的准确性。更糟糕的是，照门的形状并非造在同一平面上。或者说，当照门因应不同的射程需要进行调整的时候，弹著点将会发生改变。照门的距离调整功能在战斗中很少使用，因为士兵通常都会将它调到最低距离，也就是300米。但不管这些舆论的批评，不论是为满足北约标准化的SS109（M855）还是为替换军械库中的越战时代武器，这种新的武器还是需要装备的。
M16A3是M16A2的可全自动射击特殊型号，为M16A2刚问世时美国海军所采购，数量不多，主要用于舰艇、基地警卫保安工作。它具有Safe-Semi-Auto（S-1-F）快慢机，就像M16A1一样。关于M16A3的特性至今仍有一些混淆的地方。它经常被描述成M16A4的可全自动射击版本，但正式版本的M16A3配备M16A2的上机匣而不是M16A4型的平顶型上机匣。而所谓的“平顶型M16A3”很可能只是部分用户把M16A4的平顶型上机匣安装在M16A3下机匣的改装武器。这种误解也有可能来自于民用枪械制造商给予的A2和A3代号，用来区分具有固定携行提把的A2和具有皮卡汀尼导轨的版本。
M16A4曾为美国海军陆战队的前线制式装备，美国陆军未有正式采用但有将其列入美国陆军野战手册（U.S. Army Field Manuals）中，它是将枪械与火控系统分别进行模块化来设计的。M16A4取消旧型号的固定式携行提把以及金属照门的组合，而是以MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨及可拆式提把取代之。这令枪械可以装备可拆卸携行提把或大部分MIL-STD-1913规格的军用和民用瞄准具。所有美国海军陆战队的M16A4都装配奈特军械公司的M5 RAS战术导轨护木，可以附加前握把、激光瞄准具、通用战术灯或者多种其他附件。在美国陆军野战手册里，配备RAS的M16A4通常称为M16A4 MWS或模块化武器系统。这个型号仍然沿用M16A2的三发点射模式（部分美军士兵也会使用M16A4的上机匣和M4A1的下机匣进行结合改造，不过这种改造一般是不被允许的）。
美国海军陆战队已于2015年10月以M4卡宾枪取代前线部队的M16A4，这些步枪被转交给非前线部队和支援岗位使用。而在2017年，海军陆战队的M16A4和M4已全面被HK M27步兵自动步枪所取代。目前在美军内部只有少数的非前线部队仍有装备M16。
随着在东南亚的武装冲突不断升级，柯尔特研制两种M16的改型，以担任狙击步枪或特等射手步枪的角色。柯尔特655（colt model 655）本质上是标准的M16A1步枪，但是配备较短的重型枪管以及可拆卸携行提把上安装的瞄准镜。柯尔特656配备长型重枪管，它具有一个特别的上机匣，没有可拆卸携行提把。但是它有一个可调风偏的机械瞄准具以及韦佛式瞄准具基座。后者是柯尔特和皮卡汀尼导轨导轨的先驱。除重枪管之外，它还具有一个有护圈的金属准星。两种步枪都以莱瑟伍德或Realist 3—9倍可调距离望远镜式（ART）瞄准镜为主要瞄具。部分版本还装上Sionics消音器。不过这两种步枪都没有成为美军制式装备。[22]
这些武器都可以被看成美国陆军的美国陆军班用特等射手步枪（SDM-R）及海军陆战队的美国海军陆战队班用先进射手步枪（SAM-R）的始祖。
在越南战争期间，部分美军士兵配备M16的卡宾枪版本，称为XM177。XM177配备较短的枪管约10寸（约260毫米）以及伸缩式枪托，使得它能更加紧凑。它还具有火药燃气通过几级膨胀室减缓膨胀速度从而降低枪口震波的减音／消焰器组合功能的消音器，可减少枪口火焰及噪声带来的问题。美国空军的GAU-5/A（XM177）改良型以及美国陆军的XM177E1改良型区别在于之后的枪栓复进助推器。最终的空军GAU-5A/A和陆军XM177E2具有长290毫米的枪管，以及更长的减音／消焰器。增长枪管是为能够安装柯尔特的XM148 40毫米榴弹发射器组件，同时也可以改善弹道性能。这些版本也叫做柯尔特突击型（Commando），它们以CAR-15的名义作称呼及采构。这些改型只少量配发给特种作战部队、直升机机组人员、空军飞行员、士官、无线电操纵员，以及炮兵等单位使用，而非常规的前线士兵。由于枪管较短，没有充分燃烧的火药颗粒很快就会堵塞微声／消焰器，从而降低微声效果；另外微声／消焰器也会影响射击精度；最令人困扰的是原本在M16步枪上由发射药所引起的射速过高问题在XM177E2上变得更严重。故美军最后停止对XM177E2的进一步改进，同时把已经签定的生产合约全部作废。而正式采用过XM177的亦只有美国空军。[23]
美军现时使用的M4卡宾枪就是从这些设计衍生研究出来的，包括部分14.5寸枪管的M16A1型卡宾枪（柯尔特653型）。在1980年代开始采用M16A2和新的M855／M856弹时，采用新膛线的卡宾枪开始取代这些M16A1型卡宾枪。XM4（柯尔特720型）在80年代中期开始测试，采用14.5寸（368毫米）枪管。该枪在1994年正式服役，并被正式命名为M4，以取代M3冲锋枪（以及M9手枪和某些部队的M16A2）。在巴尔干半岛、2000年代反恐战争，以及伊拉克战争等多场武装冲突中，它获得赞誉，现时已取代M16系列成为大部分美军前线部队的主力步枪。
柯尔特曾在1980年代重启它原先的“Commando”构思，推出M733。M733本质上是结合许多M16A2特点的现代化XM177E2。它采用290毫米短枪管，由于枪管极短，又采用标准的M16A2的消焰器，因此膛口噪音和枪口焰的问题非常严重，这也是柯尔特突击型屡遭批评的地方。
同样在1980年代，射孔武器（FPW）也研制完成，与M2布拉德利步兵坦克搭配使用，为乘搭这些车辆的步兵提供一种能够在车内通过射孔向外开火的武器，它的代号为M231。[24]
Mk 4 Mod 0是在越战期间为海军海豹突击队生产的M16A1改型，于1970年4月服役。它和基本的M16A1主要的区别在于Mk 4 Mod 0是为海军陆战队使用而优化的，它装有Mk 2 Mod 0消音器。该枪的大部分部件都添加Kal-Guard润滑油，枪托和复进簧缓冲管上设有一个1/4寸的开孔作排水用途，以及在复进簧缓冲管组件末端有一个O形环。这款武器能够放在水下200码（60米）而不会造成任何损伤。最初的Mk 2 Mod 0消音器（Blast Suppresso）是以美国陆军人体工程学实验室（Human Engineering Lab，简称HEL）的MHEL 4消音器为蓝本。HEL M4消音器将瓦斯从枪栓直接排出，但需要一个改进的机匣方可完成。另在拉机柄上面加装一个瓦斯偏转器，以防止瓦斯接触到用户。如用户移除HEL M4消噪器，他可能需要在每次单发射击后栓式上膛及退膛。另一方面，Mk 2 Mod 0消音器也被认为是Mk 4 Mod 0步枪整体的一部分，但是它却可以在HEL M4移除后继续发挥作用。Mk 2 Mod 0消音器也具备快速排水功能，用户并不需要对拉机柄或机匣进行任何修改。在1970年代后期，Mk 2 Mod 0消音器被KAC的Mk 2消音器所取代。KAC消音器能够完全浸入水中，并在拿出水面的8秒钟内完全排干水分。即使安装在M16A1上射击的时候，它也不会降低工作效能。美国陆军后来将HEL M4换成经简化的SIONICS的MAW-A1微声灭焰器。[25][21]
但由于“AR-15”的版权和商标早已过期，故现在大量厂商都推出以AR-15为原型改良，甚至直接仿制原枪的版本，从而成为美国流行的民用枪械之一。
| 柯尔特型号 | 军方代号 | 枪管长度 | 枪管 | 护木类型 | 枪托类型 | 手枪式握把类型 | 下机匣类型 | 上机匣类型 | 照门类型 | 准星类型 | 枪口装置 | 枪栓复进助推器 | 抛壳偏转器 | 刺刀座 | 扳机组件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 601 | AR-15 | 20寸（508毫米） | A1标准（1:14缠距） | 绿或棕色全长度三角形 | 绿或棕色固定A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | “鸭嘴”防火帽 | 无 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 602 | AR-15或XM16 | 20寸（508毫米） | A1标准（1:12缠距） | 全长度三角形 | 固定的A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | 鸭嘴或三分叉防火帽 | 无 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 603 | XM16E1 | 20寸（508毫米） | A1标准（1:12缠距） | 全长度三角形 | 固定的A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | 三分叉或M16A1的鸟笼式防火帽 | 有 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 603 | M16A1 | 20寸（508毫米） | A1标准（1:12缠距） | 全长度三角形 | 固定的A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | M16A1鸟笼式防火帽 | 有 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 604 | M16 | 20寸（508毫米） | A1标准（1:12缠距） | 全长度三角形 | 固定的A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | 三分叉或M16A1鸟笼式防火帽 | 无 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 645 | M16A1E1／PIP | 20寸（508毫米） | A2标准（1:7缠距） | 全长度棱纹 | 固定的A2 | A1 | A1或2 | A1或A2 | A1或A2 | A2 | M16A1或M16A2鸟笼式防火帽 | 有 | 有or无 | 有 | Safe-Semi-Auto或Safe-Semi-Burst |
| 645 | M16A2 | 20寸（508毫米） | A2标准（1:7缠距） | 全长棱纹 | 固定的A2 | A2 | A2 | A2 | A2 | A2 | M16A2鸟笼式防火帽 | 有 | 有 | 有 | Safe-Semi-Burst |
| 645E | M16A2E1 | 20寸（508毫米） | A2标准（1:7缠距） | 全长度棱纹 | 固定的A2 | A2 | A2 | 平顶柯尔特导轨 | 翻转 | 折叠式 | M16A2鸟笼式防火帽 | 有 | 有 | 有 | Safe-Semi-Burst |
| N/A | M16A2E2 | 20寸（508毫米） | A2标准（1:7缠距） | 全长度半獭尾式／HEL导槽 | 可拆卸的ACR | ACR | A2 | 平顶柯尔特导轨 | 无 | A2 | ACR减退器 | 有 | 有 | 有 | Safe-Semi-Burst |
| 646 | M16A2E3／M16A3 | 20寸（508毫米） | A2标准（1:7缠距） | 全长度棱纹 | 固定的A2 | A2 | A2 | A2 | A2 | A2 | M16A2鸟笼式防火帽 | 有 | 有 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 655 | M16A1特种高轮廓型 | 20寸（508毫米） | HBAR标准（1:12缠距） | 全长度三角形 | 固定的A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | 鸟笼式防火帽 | 有 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 656 | M16A1特种低轮廓型 | 20寸（508毫米） | HBAR标准（1:12缠距） | 全长度三角形 | 固定的A1 | A1 | A1 | A1以及改进的韦佛基座 | 低轮廓A1 | 有护圈的A1 | M16A1鸟笼式防火帽 | 有 | 无 | 有 | Safe-Semi-Auto |
| 945 | M16A2E4／M16A4 | 20寸（508毫米） | A2（1:7缠距） | 全长度棱纹或KAC M5 RAS | 固定的A2 | A2 | A2 | 平顶及MIL-STD-1913导轨 | 无 | A4 | M16A2鸟笼式防火帽 | 有 | 有 | 有 | Safe-Semi-Burst |
M16是世界上最普遍生产的5.56×45毫米步枪。当前，M16／M4系列武器在至少15个北约国家和全世界超过80多个国家使用，被誉为当今世界六大名枪之一。美国和加拿大（迪玛科C7）总共生产8,000,000把步枪。 使用M16步枪家族系列的国家和地区包括：
阿富汗伊斯兰酋长国
阿尔巴尼亚
阿尔及利亚
安提瓜和巴布达
阿根廷
阿塞拜疆
巴哈马
巴林
孟加拉
巴巴多斯
伯利兹
不丹
玻利维亚
博茨瓦纳
波黑
巴西
汶莱
柬埔寨
喀麦隆
佛得角
中非
智利
哥伦比亚
刚果共和国
哥斯达黎加
刚果民主共和国
多米尼克
多米尼加
东帝汶
厄瓜多尔
埃及
萨尔瓦多
厄立特里亚
斐济
法国
加蓬
加纳
希腊
格林纳达
危地马拉
圭亚那
海地
洪都拉斯
香港
匈牙利
印度
印度尼西亚
伊拉克
伊拉克库尔德斯坦
意大利
牙买加
科索沃
科威特
黎巴嫩
莱索托
利比里亚
列支敦士登
马尔代夫
马来西亚
墨西哥
摩纳哥
摩洛哥
缅甸
尼泊尔
尼加拉瓜
尼日利亚
朝鲜
阿曼
巴基斯坦
巴拿马
巴布亚新几内亚
秘鲁
菲律宾：M16A1在本土授权生产。
葡萄牙
卡塔尔
罗马尼亚
沙特阿拉伯
塞内加尔
塞拉利昂
新加坡：本土授权生产并命名为M16S1，现在仍装备新加坡武装部队的预备役部队。
索马里
南非
韩国：在越战期间，美国向大韩民国国军提供27,000把M16。另外，约600,000把M16A1亦由大宇精密工业授权生产。交付从1974年开始直至1985年结束。
斯里兰卡
瑞典
中华民国
泰国
特立尼达和多巴哥
突尼斯
土耳其
乌克兰
阿联酋 美国
乌拉圭
委内瑞拉
越南：大量从前南越政权继承的XM16E1和M16A1曾装备越南人民军，现在仍有库存及装备民兵部队。部分更被改装成M18卡宾枪装备特种部队。
也门 俄罗斯AK-12[32] |
美国 M16A4[33] |
 比利时FN SCAR L-STD[34] |
 德国HK416 A5-16.5"[35] |
德国 HK G36[36] |
 奥地利施泰尔AUG A3[37] |
意大利 贝雷塔ARX-160[38] |
 瑞士SIG SG 550[39] |
中华民国 T91步枪 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 外观 |  |
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|
| 采用年份 | 2018年 | 2002年 | 2007年 | 2005年 | 1997年 | 2005年 | 2009年 | 1990年 | 2002年 |
| 重量（不含弹匣），千克 | 3.3 | 3.4 | 3.545 | 3.56 | 3.63 | 3.9 | 3.1 | 4.1 | 3.17 |
| 枪托伸展全长，毫米 | 945 | 1,033 | 900 | 951 | 999 | 745 | 920 | 998 | 880 |
| 枪管长度，毫米 | 415 | 508 | 368 | 419 | 480 | 455 | 406 | 528 | 406 |
| 子弹 | 5.45×39毫米 苏联口径 5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
5.56×45毫米 北约口径 |
| 发射模式 | 半自动 两发点放 全自动 |
半自动 三发点放 |
半自动 全自动 |
半自动 全自动 |
半自动 全自动 |
半自动 全自动 |
半自动 全自动 |
半自动 三发点放 全自动 |
半自动 三发点放 全自动 |
| 发射速率，发／分钟 | 600—700 | 700—950 | 550—650 | 700—900 | 750 | 680—750 | 700 | 700 | 800-850 |
| 枪口初速，米／秒 | 900 | 948 | 800 | N/A | 920 | N/A | N/A | 980 | 840 |
| 有效射程，米 | 625—800 | 600 | 500 | 500 | 500 | 450 | 400—600 | 650 | 400—600 |
| 弹匣容量，发 | 30 （60／95）[40] |
30 （20／100） |
30 （20／100） |
30 （20／100） |
30 （100） |
30 （42／100） |
30 （20／100） |
20 （5／10／30） |
30 （42／100） |
| 标准瞄准具型式 | 机械瞄具 | 机械瞄具 | 机械瞄具 | 机械瞄具 | 3倍光学瞄准镜 准直式瞄准镜 |
1.5 倍光学瞄准镜 | 开放式瞄具 | 机械瞄具 | 机械瞄具 |
| 步枪瞄准镜安装型式 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 | 皮卡汀尼导轨 |
| 榴弹发射器 | GP-25／GP-30／GP-34[40] | M203 M320 |
FN40GL | HK AG-C/EGLM | HK AG36 | M203 HK AG-C/EGLM |
贝雷塔GLX-160 | SIG GL 5040 | T85 |
M16自动步枪以及它的改型在美国和其他许多国家的电影，电视和电子游戏中几乎无处不在。出现M16步枪的电影及电子游戏包括：
2010年8月23日上午9时左右，一名被革职的菲律宾高级警务督察以坐便车为名，手持M16突击步枪登上香港康泰旅行社在菲律宾的旅游巴士，胁持车上25名人质并要求菲律宾政府让他复职，犯人最终在同日被菲律宾警察击毙，另有8名人质死亡、7名人质受伤。
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