这个改进被美军采纳，定型后的M4被命名为M4A1.早期的M4A1护木与M16是一样的，后果在使用中发现连续射击后，枪护木会烫得无法握持，对此柯尔特对M4A1护木进行了改进，主要是加粗护木直径，内部的隔热层由单层变为双层。这也是我们后来看到M4的护木普遍要比M16系列要更粗一些的原因。另外改进的M4A1比M4 拥有连射功能。
原来的M4与M16A2一样只有3发点射功能，并没有连射能力。后来，美国批量把M4全部改为M4A1。由于体积小，火力猛。该枪受到了特种部队的欢迎。在巷战中该枪的优点能得到最大体现。只不过在阿富汗战场上，M4A1系列则因为射程太近这让一线美军吐槽不已，比较尴尬。2003年在伊拉克战争中的 海军陆战队远征军直属侦察连的M4A1卡宾枪。
M16和M4A1有什么区别？
枪管和射程M16步枪的标准枪管长39英寸（1米），在这个长度下它的精度比M14或者AK-47更高，但是长枪管的弊端就是近战或者丛林里非常不方便。而缩短枪管后的M16步枪准确性降低，而且枪口闪光更大，所以军方需要短枪管、实用性高的卡宾枪来替代M16步枪。M16步枪的最大射程为3000码（2700米），有效射程可达500码（460米）；水平射程711码（650米），致命射程984码（900米）。
M4a1卡宾枪使用长枪管的情况下为长度为33英寸，缩短后仅为29.75英寸；短枪管的优势在于近距离容易射击，且机动性更强。M4a1步枪的优势之一就是枪管容易更换，而且有效射程也达到550码（500米）和M16差不多。重量M16步枪的重量在7到9磅（3.26到4.0公斤）之间，而诸如抑制器，瞄准镜和榴弹发射器等附件加装后可以使重量增加一倍。
M4a1步枪的重量在6到7磅（2.9到3.10公斤）之间，配件的重量也更轻。M4a1之所以更轻主要得益于它的枪托，而其他部分的重量和M16步枪差不多。人体工程学M16步枪的优点之一：切换射击模式时眼睛不用移开目标，用手就可以切换射击模式，但是M16的切换柄体积很小，在某些特殊环境下很难使用，尤其是对左撇子用户非常不友好。
M4a1步枪的人体工程学设计更完整，该枪的快慢机/保险体积更大，即使在复杂的环境中也可以很容易的触摸到。弹匣与其他步枪相比M16步枪弹匣的重量更轻，该弹匣是由冲压铝制成，其结构也比大多数的步枪弹匣更薄弱，且故障率也更高。M16步枪弹匣可以容纳20或者30发子弹，可快速更换，不过使用该步枪得花一定是时间练习才能做到快速更换弹匣的速度。
M4a1步枪弹匣的故障率毕竟低，并且在障碍物后面射击时弹匣不会与物体或者地面摩擦。M4a1步枪的弹匣容量为30发，更换时比M16步枪更容易拆卸，但是同样得花时间来练习。成本8年以前全新得M16步枪军方购买价格为673美元，而Ma1步枪的价格为243美元；但是M4A1升级各种配件后价格约为916美元，近几年的话，M4a1的全套价格估计在1120美元左右。
