继陆军全面装备M4/M4A1后，海军陆战队也宣布全面装备M4/M4A1，以代替原来使用的M16A2。在2002年下半年，经过一番辩论后，美国海军陆战队司令James Jones将军通过《海军陆战队时报》正式宣布，美国海军陆战队经过2年的测试和评比，最终决定放弃全面换装M4而装备M16A4，装备时间从年底开始。但海军陆战队也不打算全面装备M16A4，机械化部队仍然会以M4作为主要武器。

　　尽管M4/M4A1在步兵战斗的射程内已经有足够的精确，但海军陆战队还是决定选择射程更远的M16A4。为什么海军陆战队会走回头路，重新选择20英寸长的枪管呢？来自阿富汗的一些报道似乎说明了海军陆战队的选择：SS109/M885弹在阿富汗战场上表现出缺乏杀伤力，特别是在使用M4或C8卡宾枪发射时。SS109/M885要达到有效杀伤，命中目标时的弹头速度必须在732m/s以上，弹头以这个速度穿过一段距离后开始偏转，偏转时造成较大的创伤。而M4/M4A1的初速较低，创伤效果不理想，致使有些部队采用比较重的商业用比赛弹头，以提高终点弹道性能，更有些部队建议采用新的枪弹，在《美军在阿富汗的步兵装备使用调查报告节选》一文中就有提及到这一点。

　　M16A4是在M4A1卡宾枪之后大约一年推出，两者的工作原理相同、结构相似，许多部件通用。它是将枪械作为一个模块、火控系统作为一个模块来设计的。瞄具采用了许多的新技术，但枪械本身改进不多。机匣为平顶式，上端有M1913瞄准镜导轨。枪机和其他M16系列一样有特富龙润滑涂层，以提供可靠性。重型枪管上刻有适用的枪弹、膛线形成的数字。枪管护木内侧装有铝制的隔热屏。提把也可拆卸。固定式枪托后部可装擦拭工具。

　　M16系列在3发点射和连发上来回变化，M16A2由连发改为3发点射，M16A3又改成了连发，如今到M16A4又成了3发点射。M16A4上的单发/点射机构也是传统的技术。

　　M16A4改进最大的地方可能就是火控系统。由于技术和功能进步，如今瞄具已被火控系统这个名词所代替。在M16A4上，火控系统是作为一个模块来设计的，以便能根据技术发展的状况来不断改进。由于在传统技术上没有大的突破，现在都倾向于通过提高火控系统的能力来提高武器的性能。M16A4对这一模块的重视充分体现了这一点，这也是武器改进的一个重要途径。目前M16A4的光学瞄具包括AN/PEQ-5激光指示器、全息衍射镜（HDS）和AN/PVS-14夜视瞄准系统等。据说在M16A4的基础上，柯尔特公司已制成同时具有单发、点射、全自动射击三种射击方式的型号，可能会以M16A5的名称亮相。