概述
1988年由柯爾特公司授命于美國陸軍部，在陸軍部與海軍陸戰隊聯合參與下研制新型的M16卡賓槍。柯爾特公司的工程師把槍管弄短至14.5英寸(370mm)，槍管上增加了一個縮頸用以挂裝M203榴彈發射器，采用伸縮槍托，射擊方式為半自動和三發點射，護木内采用了雙層的鋁制隔熱屏。這種新型卡賓槍的柯爾特公司産品編号為Model20，在1991年3月軍方正式定型并命名為“美國5.56mm北大西洋公約組織口徑M4卡賓槍”
曆史
早期
M4A1的曆史得從20世紀60年代的越南戰争說起。1965年初，因為前代主戰步槍M14在越南從林戰中的惡劣表現，M4A1的前身M16正式登場。并于1965年11月在德浪河谷戰役中全面配發給部隊。然而，随着配發數量的增加，M16的問題也越來越多。M16存在的主要問題有：彈膛污垢嚴重易卡殼彈匣易損壞槍膛與彈膛鏽蝕缺乏合适的清理工具，尤其是在在越南惡劣的條件下，情況更為嚴重。M16在很多時候對于美國士兵來說是一個威脅而不是武器，美國人扔掉自己的M16而使用繳獲而來的AK47的情況非常普遍。
美國海軍陸戰隊在1982年開始采用M16A2步槍（當時由FN承包）和M855彈藥來取代老舊的M16A1和M193彈藥而旗下的ForceRecon在1983年為因應新彈藥的采用，提出室内近身作戰武器的需求，此即為取代XM177E1/E2和部分M16A1卡賓槍的XM4計劃（有一說則是為因應阿拉伯聯合酋長國的需求）。
當時海軍陸戰隊的Force-Recon裝備的制式武器為M3A1（非制式武器則是XM177E2），裝甲部隊也采用M3A1海軍陸戰隊認為應為其陸戰隊武力偵察連（ForceRecon）及裝甲車組成員換裝新式卡賓槍。
改良
在M4裝備部隊後，柯爾特又設計了一種用皮卡汀尼導軌代替固定提把的平頂型機匣，方便安裝模塊化的瞄準裝置。在1994年8月這項改進也被美軍接納，這就是M4A1卡賓槍。M4跟M4A1最主要的分别是，M4擁有"S-1-3"系統(保險/單發/三點發)扳機，而M4A1則擁有"S-1-F"系統(保險/單發/全自動)扳機，采用固定提把，隻有三點發的M4已被全自動M4A1取代。
M4A1卡賓槍多被用作特别作戰用途，也是現在最常見的版本。現時主要裝備美軍各常規部隊及特種部隊包括三角洲特種部隊、美國海軍海豹部隊、美國陸軍遊騎兵及美國海軍陸戰隊。M4/M4A1卡賓槍在多國特種部隊及特警隊中都有使用。之外，槍托可做近身武器，相當于刀具。
配有AN/PEQ-2A雷射/紅外線指示器的M4A1。
之後美國特戰司令部（USSOCOM）為整合各特種部隊的武器系統，計劃采用M4為主要單兵武器，并搭配計劃中的SOPMOD系統，開始着手改良M4。
M4主要改良是将三點放改成全自動，但由于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并有兩層鋁隔熱片。另外重要的改良為MIL-STD-1913的實際應用去除了原有的提把并換成從陸軍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采用。這種平頂（Flattop）構型的M4的最早型号為M4E1（Colt型号為Model921）後來正式命名為M4A1，并在1994年被USSOCOM采用。
因應USSOCOM的改良，美國陸軍也将原本的M4改成粗護木和平頂上機匣，此改良型在柯爾特的型号為Model920并以SOPMOD為藍本發展模組化武器系統（ModularWeaponSystem）。除了将原有的M4提升至920型外美國陸軍也發展MWS型，采用改良自RIS的導軌轉接系統（RailAdapterSystem），由4個皮卡汀尼導軌組成使其可以加裝許多附件，RAS還包含有一套備用機械瞄具。搭配RAS的M4型号為925，并曾有短時間被命名為M4E2最後則以M4或M4MWS稱呼之。
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并造成損壞，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。因此緊急改良采用重型槍管。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确。這些采用重型槍管的槍支還配有一重量稍大，被稱為H2的新緩沖器。
标準的H緩沖器裡面有一塊鎢和兩塊鋼組成的滑動配重，而新的H2緩沖器改為兩塊鎢和一塊鋼。這些武器被稱為柯爾特921HB型（HeavyBarrel，重槍管），但軍隊采用的HB改進型并沒有重新命名，所以政府型M-4A1是包括了921和921HB。
缺點：
1.殺傷力偏弱
2.射程偏近
設計
M4上裝有M26霰彈槍。
M4卡賓槍的設計可追溯至早期卡賓槍版本的M16及XM177，都是由尤金·斯通納開發的CAR-15發展而來，同樣采用導氣、氣冷、轉動式槍機設計，以彈匣供彈及可選射擊模式的突擊步槍，而M4的長度比M16突擊步槍為短槍管縮短至368.3毫米，重量也較輕，令射手能在近戰時快速瞄準目标，兩者之中有八成的部件可以共用。
一些M4A1裝配較厚較重的槍管，以減低全自動開火時所産生的熱力，并且加厚鋁質隔熱層。美軍最初版本的M4卡賓槍隻有“單發”及“三點發”模式，其後的M4A1以“單發”及“全自動”模式取代“三點發”，M4及M4A1均使用5.56毫米口徑的SS109子彈，而且仍采用M16特有的氣體直推傳動方式。
配有握把和瞄準器的M4。
M4卡賓槍的護木較短，槍管長368.3毫米，比M16A2短了約140毫米。槍托為滑動伸縮式槍托，槍托拉出時可采抵肩姿勢射擊；而槍托縮入時，則可進行腰際射擊。M4的背帶不同于M16A2/A4的背帶連接在槍支的下方而是連接在武器的一側，如此一來士兵在攜槍巡邏時可容易随時準備射擊。
M4型卡賓槍有兩種瞄準具可以配套使用，一種是光學瞄準具，主要是用來替代目前M16A2步槍上所使用的機械瞄準具這種瞄準具主要在白天使用，瞄準時可以看到一個紅點，而紅點所在的位置也就是子彈将會擊中的位置另一個是輕型熱成像瞄準具，利用目标的熱影像來确定目标。此外，因考慮到士兵在與敵突然遭遇時将會沒有時間調整表尺M4還配備一隻專門設計的校射儀，士兵即可在不需要射擊的情況下就可以直接對槍或其附加裝置進行校正工作。
M4和M16A2/A4的分别主要有：
緊湊的尺寸；
短槍管；
伸縮槍托；
可全自動射擊（M4A1）；
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，它直接将氣體導入開火裝置，容易攜帶碳渣，從而産生污垢和熱量，造成潤滑劑幹燥，可能會在沙漠地區出現可靠性問題，其中在一次位于阿伯丁陸軍試驗鑒定中心對柯爾特公司的M4、比利時FN公司美國分公司的MK16SCAR、H&K公司的HK416和XM8四種槍進行沙塵暴環境下的性能測試，現役的主力槍支M4卡賓槍竟以中斷射擊882次排名倒數第一，引起陸軍官方的重視。
生産
美軍曾于第一次波斯灣戰争發包給Bushmaster公司生産M4應急。柯爾特并以“M4”注冊商标為由，興訟阻撓Bushmaster、H&K等公司進行軍事上的生産或改良。2007年5月，按緬因州當地判決，“M4”非專有名稱，柯爾特應撤銷其商标使用。
2012年4月，早在2009年7月即取得M4技術資料（TechnicalDataPackage，TDP）權利的美國陸軍宣布雷明登公司承包生産結束柯爾特長期壟斷M4軍用市場的局面。但柯爾特不願認輸，找出雷明登承包合約中權利金計算錯誤之處而獲得競标機會；參與廠商除了柯爾特、雷明登之外，還有FabriqueNationale2013年2月宣布FabriqueNationale公司得标。
采用
M4阿布達比為M4卡賓槍第一個外國用戶，但卻要求改用M16A1的下機匣，以讓M4卡賓槍可全自動射擊。
雖然M4的14.5吋槍管精度沒有M16的20吋槍管來的精确，但是許多軍事分析家認為步兵輕武器大多數情況下不需要射擊300米以外目标，隻要在150米内有效就足夠了。
緊湊的外形和強大火力适合近身距離作戰使M4系列受到反恐部隊和特種部隊的喜愛，這些優點也适用于城市戰鬥因此在常規部隊的步兵班中，以M16A4為主再搭配少量M4A1成為流行的模式。在特種部隊和空降部隊等快速反應部隊中，M4A1是主戰武器，美國特種作戰司令部（USSOCOM）并把M4A1列為制式步槍。
除了美軍外，M4卡賓槍及其改型/仿制型亦獲多國特種部隊及特警隊所使用，多數出現在近戰及城市戰亦十分合适。
美軍的采用
美國海豹特種部隊在1988年也開始些許采用M4，三角洲部隊及美軍一些部隊也跟進。特種部隊之所以選購這種武器是因為M16A2步槍隻有三點發設計，但是因為任務需求更需要全自動射擊，加上M16A2步槍的三連發設計不良如果在射擊中過早放開扳機而隻打出2發子彈時，那麼再扣動扳機時僅能打出1發子彈。
M4卡賓槍首次上陣是1991年的第一次波斯灣戰争。
戰争爆發前美軍發現他們缺少新型步槍，許多部隊仍在使用M16A1，而M16A2則在1986年才開始陸續裝備美軍部隊由于需要盡快獲得大量的M16A2和M4，美國國防部特别批準增加M4的供應商。
位于緬因州的Bushmaster公司得到一份對美軍提供M4卡賓槍的合約，為陸軍提供了4000把。這批槍在之後的“沙漠之盾”和“沙漠風暴”期間由美軍第82空降師所使用。由于美國政府未經柯爾特公司允許就向其他公司提供M4卡賓槍的專利和說明文件，柯爾特公司威脅控告美國政府，最後Bushmaster公司也就隻得到這一和美軍的合約。
1994年，海軍陸戰隊公布“任務需求說明書v1.14”，該文件指出未來Force-Recon執行任務，應該以M4A1卡賓槍代替MP5-N沖鋒槍作為近身距離作戰武器。海軍陸戰隊最終購買M4A1卡賓槍，但主要是裝備特種部隊，但是美國空軍卻始終沒有大量裝備M4。
型号
M4/M4A1
M4跟M4A1最主要的分别是，M4擁有“S-1-3”系統（保險/單發/三點發）扳機，而M4A1則擁有“S-1-F”系統（保險/單發/全自動）扳機，早期型采用固定提把，隻有三點發的M4已被全自動M4A1取代。
M4MWS
M4的模組化武器系統（ModularWeaponSystem）版本，簡稱M4MWS（又曾名M4E2），是配備RIS護木的柯爾特M925卡賓槍并配有大量戰術配件當初配備RIS護木的柯爾特925型卡賓槍經過測試後原被定型為M4E2但這個名稱對已有的卡賓槍安裝這個護木後是否需也應更改名稱疑問而放棄此稱，美國陸軍野戰手冊中則把安裝RAS的M-4系列稱為模塊化武器系統（Modular WeaponSystem）或簡稱M-4MWS。
M4MWS模組化武器系統。
其戰術配件包括：前握把、M203榴彈發射器、不同長度的護木片、AN/PEQ-2雷射指示器、夜視鏡、瞄準鏡等。
M4A1卡賓槍
M4A1卡賓槍（M4A1carbine）是其中一種M4卡賓槍的衍生型，被用作特别作戰用途，亦是現在最常見的版本現時主要裝備美軍各常規部隊及特種部隊，包括三角洲特種部隊、美國海軍海豹部隊、美國陸軍遊騎兵及美國海軍陸戰隊。
2007年4月19日，美國陸軍與M16/M4槍系制造商柯爾特，簽訂一筆總價值高達5080萬美金的M4/M4A1卡賓槍生産合約，預計合約内容于2008年7月30日前全數執行完畢。
SOPMODI
上為一支M4A1，下為一支CQBRC8。
USSOCOM為其轄下部隊開發的M4卡賓槍改裝套件SpecialOperationsPeculiarModification。
KACRIS（RailInterfaceSystem）導軌；KAC前置折疊式機械瞄具及KAC後置折疊式機械瞄具；可快速安裝及拆下的M203榴彈發射器；KAC消聲器；AN/PEQ-2A雷射/紅外線指示器；Trijicon's ACOG瞄準鏡；reflex紅點瞄準鏡；夜視鏡；M68CCO紅點瞄準鏡；EOTech反射式瞄準鏡。
SOPMODII
第二代的SOPMOD改裝套件，是BlockI的更新改進版本。現由多間公司生産，包括KAC（Knight's Armament Company）、ARMS（Atlantic Research Marketing Systems）、LewisMachine&Tools而Daniel Defense則生産RIS-II（新一代戰術導軌）。
由不同公司生産的M4卡賓槍已在特種部隊服役，澳大利亞的澳大利亞特種空勤團（SASR）使用柯爾特的出口型M4英國的特種空勤團（SAS）使用加拿大迪瑪科SFW。
型号列表
注：粗體的柯爾特編号為美軍裝備，斜體柯爾特的編号是出口型及民間發售型，粗體名稱是美軍的指定名稱。
其他型号
M4卡賓槍在美國及部分國家均有獲授權生産或使用，當中亦包括了一些半自動民用型。所有生産過M4卡賓槍及其改型的國家包括：美國、加拿大（ColtCanada）、德國（黑克勒-科赫、SchmeiserOverland Arms及瓦爾特）、英國（Imperial Defence Service）、瑞士（SwissArms、AstraArms及B&T）、捷克（LUVO Arms及Pro Arms）、黑山（Tara）、烏克蘭（Zbroyar）、俄羅斯（Moroto）、土耳其（MKE及SafirArms）、格魯吉亞、中國（北方工業）。
以M4作基礎的槍械包括：
CQBR—由美軍更換M4卡賓槍上機匣及短槍管改裝而成的近戰步槍，槍管隻有10.3英吋（260毫米）。
大毒蛇M4－由美國大毒蛇武器公司（Bushmaster）生産的M4，據說價格比柯爾特生産的M4便宜。目前已知裝備在捷克特種部隊和格魯吉亞軍隊。
KACSR-16－由美國奈特武器公司（Knight'sArmament）生産的M4改型，目前已知獲香港特别任務連及波蘭GROM采用。
LWRCM6－由美國LWRC公司生産的M4改型，目前已知獲英國特種空勤團采用：美國軍械公司授權生産的M4。
R4－由美國雷明登武器公司（RemingtonArms）生産的型号（并非官方M4）；
SR-556－由美國儒格-斯特姆（Sturm,Ruger）生産的型号；
LR-300－由美國Z-M武器公司（Z-MWeapons）生産的改型；
迪瑪科SFW及迪瑪科C8—由加拿大迪瑪科（現在是柯爾特加拿大）生産的M4/M4A1；
HK416－由德國黑克勒-科赫（Heckler&Koch）生産的M4改型，采用不鏽鋼槍身及類似HK G36的短沖程活塞傳動系統，比原版M4更可靠。獲多國軍隊及執法部門的采用。
B&TM4－由瑞士B&T公司生産的型号；
SIG16、SIG716及M400－由瑞士SwissArms生産的型号；
LA-16－捷克LUVOArms生産的型号；
TM4－黑山Tara公司仿制的型号，目前已裝備黑山軍隊；
Z-15－烏克蘭Zbroyar公司生産的半自動民用型；
VPO-140－俄羅斯莫羅托公司（Moroto）生産的半自動民用型；
G5卡賓槍—喬治亞生産的卡賓槍，以M4作基礎；
T-14－土耳其SafirArms仿制的型号；
CQ-A卡賓槍—中國北方工業的平頂仿制版本；
馬來西亞SME工廠的特許生産型。
特種作戰突擊步槍—菲律賓的法弗蘭斯特制品工業（英語：Ferfrans）公司改進設計至M16A1、AR-15和M4等步槍及生産的一系列突擊步槍及卡賓槍系統。
諸元
印度軍隊使用M4A1 M4A1目前多用于特種部隊
美國法警使用M4搜查
槍托
一代：伸縮槍托，兩段固定位置，類似縮短版固定槍托。
二代：鋁制伸縮槍托，兩段固定位置，主要用于600系列的卡賓槍。
三代：非金屬制的塑膠伸縮槍托，兩段固定位置，1985年推出，主要用于700系列的卡賓槍和早期版本的M4。
四代：尼龍制伸縮槍托，四段固定位置，2002年推出，由PicatinnyArsenal的工程師LilyKo設計，裝有背帶轉環、後托版，用于之後的M4。
發射模式
S—1—F：安全（S）—半自動（1）—全自動（F）
S—1—3：安全（S）—半自動（1）—三點發（3）
S—F—1—3：安全（S）—全自動（F）—半自動（1）—三點發（3）（第一代）
S—1—3—F：安全（S）—半自動（1）—三點發（3）—全自動（F）（第二代）
照門
A1：隻可調整射程
A2：可調整射程及風偏
平頂：裝有MIL-STD-1913戰術導軌，整個後照門提把可拆
槍管類型
A1：輕型槍管，原型直徑0.675及0.575寸
A2：又名政府型，槍管前端直徑加厚至0.715寸
HB（HBAR）：重槍管型
M4：政府型槍管，前端有縮小的頸口以安裝M203
M4HB（HBAR）：M4重槍管加厚型
槍管膛線纏距
1:7：右旋，7寸（177.8毫米）
護木
短圓肋紋型：卡賓槍長度的圓肋紋型護木，僅有單層隔熱片。
M4：橢圓卡賓槍型護木，裝有雙層隔熱片，後期的版本在表面上為消光黑。
槍口裝置
A1：鳥籠型消焰器。
A2：鳥籠型消焰器，底部封閉以防止發射時射手被消焰器氣孔噴出氣體吹動的塵土影響。
槍型
步槍：20吋槍管長
卡賓槍：14.5吋槍管長
突擊型：11.5吋短槍管長
CQB型：10.3或10.5吋槍管長
版本
政府型（USGI）：美軍公發的訂制産品，槍身印有“美國政府财産”（PROPERTYOFU.S.GOVT.）字樣。
商業版（commercial/export）：柯爾特公司對美軍以外的警察單位、外國軍警販售的商業産品版本。
擴增版（Enhanced）：同時具有全自動與三發點放的功能，加上保險、半自動共有四種射擊模式的版本。
配件
後期型M4卡賓槍（配備KAC RAS護木）；
裝有M26霰彈槍的M4；
M203/M203A1/M203PI榴彈發射器—40毫米單發榴彈發射器；
M320榴彈發射器—40毫米單發榴彈發射器；
M26霰彈槍—前護木下挂式霰彈槍；
兩腳架；
瞄準鏡—M68CCO紅點瞄準鏡、EOTech反射式瞄準鏡、Trijicon'sACOG瞄準鏡；
雷射/紅外線指示器；
消聲器；
及所有對應M1913導軌（MIL-STD-1913Picatinnyrail）的配件。
使用國家地區
阿爾巴尼亞、阿富汗、阿爾及利亞、阿根廷、澳大利亞、阿塞拜疆、孟加拉國、巴哈馬、巴林、比利時、伯利茲、玻利維亞、波斯尼亞和黑塞哥維那、巴西、加拿大、智利、哥倫比亞、科特迪瓦、哥斯達黎加、克羅地亞、捷克、丹麥、多米尼加共和國、東帝汶、厄瓜多爾、埃及、薩爾瓦多、法國、格魯吉亞、德國、加納、希臘、危地馬拉、海地、洪都拉斯、匈牙利、冰島、印度、印尼、伊拉克、以色列、意大利、牙買加、日本、約旦、哈薩克斯坦、科索沃、黎巴嫩、利比亞、馬其頓共和國、馬來西亞、墨西哥、摩納哥、黑山、摩洛哥、尼泊爾、荷蘭、新西蘭、挪威、巴基斯坦、巴拿馬、菲律賓、波蘭、葡萄牙、俄羅斯、沙特阿拉伯、塞爾維亞、西班牙、新加坡、南非、韓國、斯裡蘭卡、叙利亞、泰國、中國台灣地區、湯加、突尼斯、土耳其、阿拉伯聯合酋長國、英國、美國、烏茲别克斯坦、也門、中國香港（警察機動部隊：特别行動連）
