它是突擊步槍的縮短版本，獲世界各國的軍隊及警隊採用

M4卡賓槍（M4 carbine）是M16突擊步槍的縮短版本，獲世界各國的軍隊及警隊採用。M4最大改良為在槍管距離準星座前25毫米的位置上增加一縮頸，用以掛裝M203榴彈發射器，此外也能改裝成固定槍托；由於M4和M16A2構造十分相似，甚至有高達85%的零件可以互換，因此最初也有人稱其為M16A2卡賓槍，主要用於替代M16A1/A2步槍、M3衝鋒槍和車輛駕駛員使用的部分9毫米手槍，並於1994年正式列裝。

M4主要改良是將三點放改成全自動，但由於全自動射擊下容易造成過熱的情形，當使用連發方式打完6個彈匣後，護木就燙得不能直接用手去碰，所以護木改良成更粗厚並有兩層鋁隔熱片。另外重要的改良為MIL-STD-1913的實際應用，去除了原有的提把並換成從陸軍ACR計劃的經驗中獲得的皮卡汀尼導軌（Picatinny rail），方便安裝各種瞄具，1994年8月這項改良也被美軍採用。這種平頂（Flattop）構型的M4的最早型號為M4E1（Colt型號為Model 921），後來正式命名為M4A1，並在1994年被USSOCOM採用。

2001年因為911事件而開始駐軍阿富汗的USSOCOM，發現M4槍管在全自動射擊多個彈匣的情況下容易過熱並造成損壞，而當特戰人員在高山寒冷的天氣下射擊M4A1，瞬間的熱脹冷縮作用常發生故障的情形，嚴重的話甚至槍管會炸開。因此緊急改良採用重型槍管。在槍管整體加厚後雖然會略為增加重量，但全自動射擊時更耐熱也更準確。這些採用重型槍管的槍支還配有一重量稍大，被稱為H2的新緩衝器。

雖然M4系列具有緊湊及輕巧等優點，但它的短槍管令出口初速及火力降低，縮短的導氣系統令射擊聲音增大，槍管過熱亦較快。而沿用M16的導氣系統，開火時是依靠氣體推動整個系統。一些武器專家認為，它直接將氣體導入開火裝置，容易攜帶碳渣，從而產生污垢和熱量，造成潤滑劑乾燥，可能會在沙漠地區出現可靠性問題。

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