AR-15 在 1962 年被归类为军用武器，随后更名为 M16，最初分配给美国空军。美军使用的AR15步枪在越战后经过改装，于1967年发展为M16A1。M16与M16A1的主要区别在于M16A1的枪机右侧为锯齿状，并有一个突出于上方的向前辅助如果复位弹簧失效，接收器会迫使螺栓返回。当脏弹或弹膛产生大量摩擦阻力时，射手可以在前向辅助的帮助下关闭螺栓。 M16A1是美国陆军装备的M16系列的主力型号。
结构特点：
M16采用直接推动机架的直推原理。枪管内的高压气体通过导气管直接从导气孔推动机架，而不是进入独立的活塞腔来驱动活塞。高压气体直接进入枪机后面的枪机内腔，带动枪机将枪机向后推。这使得单独的活塞腔和活塞变得不必要，从而减少了运动部件的数量。通过使往复运动部件与枪管保持一致，这还可以在快速射击中提供更好的性能。
开发过程：
柯尔特进一步完善了 AR-15 的设计，并开始向军方高层游说。美国陆军在 1962 年和 1963 年两次重新测试了 AR-15，两次都拒绝了 AR-15。但经过一番努力，国防部决定对 AR-15 和 M14 进行具有成本效益的试验。测试记录证明，AR-15 的性能确实优于 M14。
McNamara 于 1963 年 1 月下令 M14 停止生产。11 月，陆军订购了 85,000 辆 XM16E1 用于部队试验以供实验使用，而空军又订购了 19,000 辆。与此同时，陆军正在开展另一个项目，即小型武器系统（SAWS），该项目的目标是在短期内适合一般陆军使用的武器。他们强烈建议立即采用这种武器，这实际上是对 AR-15 的变相抵制。 1963 年底，空军正式接收了第一批 XM16，当时被非正式地称为 M16。 1964年2月，空军将AR-15正式指定为美国5.56mm口径的M16步枪。空军的 M16 与陆军的 XM16E1 不同，后者有一个后坐力助推器。空军的 M16 只是 AR-15 的一个小改进。
M16已证明其可靠性能满足使用要求。 1967 年末，当部队被问及时，他们只会将 M16 换成 XM177。
用法：
M16是世界上最常用的5.56×45mm步枪。目前，M16/M4系统被15个北约国家和全球80多个国家使用。美国和加拿大（DiMarco C7）共生产了 8,000,000 支枪，其中约 90% 仍在使用中。
在美国，M16主要用于替代M14自动步枪和M1卡宾枪作为标准步兵武器中国11式突击步枪，在某些情况下还可以替代勃朗宁自动步枪。 M14 将继续服役，但不会作为主要武器。它被用作狙击步枪，以及“标记”步枪，主要用于提供远程支援火力。
模型演化：
XM16E1 和 M16A1：陆军的原型版本 XM16E1 与 M16 基本相同，只是增加了一个逆行助推器。 M16A1 是第一个最终生产模型。为解决 XM16E1 测试过程中发现的问题，“鸟笼”消焰器取代了 XM16E1 的三叶消焰器。
M16A2：M16A2 的新功能增加了原始 M16 的重量和复杂性，并取消了全自动模式。虽然较新的模型被认为更准确中国11式突击步枪，但较重的子弹也会产生更多弯曲的弹道曲线，从而使距离估计更加准确。
M16A3：M16A2 的全自动变体，在 M16A2 首次问世时购买，数量很少，主要用于美国海军。与 M16A1 一样，它具有安全半自动 (S-1-F) 慢速移动机制。
M90A3：M16A3 的全自动变体，主要用于城市近距离攻击：现在由以色列特种突击队使用。它由以色列军事发展部于 2011 年开发制造。
M16A4：现在作为美国海军陆战队的前线标准装备，也是美国陆军前线装备的一部分，分别对枪械和火控系统进行模块化设计。之前固定提手和金属照门的组合已被取消，取而代之的是 MIL-STD-1913 皮卡汀尼导轨和可拆卸手柄。该机型依然沿用了M16A2的三发连发模式。
