M16出世
柯爾特公司進一步完善了AR-15的設計，並開始向軍方高層發起遊說工作。1960年6月，空軍副參謀長柯蒂斯·李梅參觀了AR-15的演示。他立即訂購了8,500支作為戰略空軍基地的防衛用途。柯爾特公司也同國防部高級研究計畫局(簡稱ARPA)進行了磋商，後者購買了1,000支步槍以作為1962年初夏南越南部隊的使用，進行全面的實戰測試。與南越南部隊合作的美國特種部隊提交了重要的戰場報告，強調立即採用AR-15的必要性。但是美國陸軍在1962年、1963年兩次複試AR-15，兩次都否定AR-15。但是經過努力，國防部決定對AR-15和M14進行一次效費比試驗。試驗表明AR-15擁有AK-47相抗衡的火力，而且價格更低廉。
美國國防部長羅伯特·麥克納馬拉現在掌握了兩個衝突的觀點：ARPA報告對於AR-15的青睞，以及五角大樓對M14的肯定。甚至連總統約翰·甘迺迪都對該事件表示了關切。因此麥克納馬拉命令陸軍部長賽勒斯·萬斯測試M14，AR-15以及AK-47。陸軍的測試報告指出M14適合在陸軍使用，但是萬斯懷疑這些測試方式有欠公正。他命令陸軍監察長調查這些測試所用的方法，而後者的綜合報告指出陸軍的測試人員明顯地偏向M14。柯爾特公司開始利用這個事件，他們利用民間媒體譴責軍方測試人員過分地偏袒M14。
試驗記錄證明AR-15確實勝過M14，柯爾特也在政治上獲得支持，駐越南美軍司令威廉·威斯特摩蘭上將提出裝備的請求。麥克納馬拉在1963年1月命令M14停止生產。11月，陸軍訂購了85,000支XM16E1作為實驗用途提供部隊試用，而空軍另外訂購了19,000支。同時，陸軍正在進行另一項計畫，輕武器系統(SAWS)，目標是近期適合一般陸軍使用的武器。他們強烈建議立即採用這種武器，這其實是變相抵制AR-15。1963年末，空軍正式接收第一批XM16，在當時已經有非正式地稱呼這種槍為M16。1964年2月，空軍將AR-15正式命名為美國5.56毫米口徑M16步槍。空軍的M16與陸軍的XM16E1是不同的，在接下來會說到，後者具有復進助推器。空軍的M16隻是對AR-15進行小改動。
1965年當M14隨著美國部隊到了越南，某些使用上的瑕疵開始變得明顯。陸軍在通過將近20年的實驗之後，發展了很長一段時間才得到M14的設計。雖然M14可能是M1式加蘭德步槍的良好替代品，但是它並不是好的M1/M2/M3卡賓槍的替代品。M14在狹窄地區或者叢林地區會顯得非常笨重而不能有效發揮作用，即使它比很多專為狹區作戰的設計的槍枝還是要輕點。其彈藥比.30-06要輕，也就意味著巡邏時可以攜帶更多的子彈，但還是比.30卡賓槍子彈要重，因此彈藥攜帶量仍然有限。全自動射擊經常被批評成浪費彈藥，並且槍彈威力大，在全自動射擊時後坐力使射手不容易精準射擊。因此逐漸的步槍都被鎖定成半自動射擊模式。最後，陸軍花費了相當的時間和金錢將一種半自動槍械改成另一種具有長使用壽命但是很小的武器。它很快會被取代，即使這看起來像是內部政治鬥爭的結果。在M14設計的保衛戰中，由加蘭德步槍發展而來的M14要更可靠。當M16正在進行TCC以及許多項改進以增強其可靠性的時候，M14越來越不受關注了，它不適合叢林環境作戰。
同時部隊也在瘋狂的嘗試在面對蘇制AK-47時增加他們自己的火力。他們臨時拼湊使用任何他們能找到的武器，例如前二戰武器湯普森衝鋒鎗。在越南戰場上的美軍迫切地需要一種新的輕便的步槍，在未完成充分試驗的情況下，XM16E1被大量的生產，但是很快就獲得了很差的評價。從1966年秋天開始，越南戰場上頻頻傳出出現故障的問題。
對於XM16E1，五角大樓下令將其子彈的發射藥由單基管狀裝藥變成更精細的雙基球形裝藥。這增加了開火的全自動射速，而且使得槍的部件鏽蝕得更快，也增加了污垢，經常出現卡殼和斷殼現象。這個簡單的改變導致的一些問題被譴責。射擊中斷故障通常是因為生鏽的彈膛或發射藥殘渣，差的維護，磨損的部件，或者是這些因素的全部。對於變得更多污垢，解決的辦法就是重新設計緩衝器來減少循環射速，而部件損壞率因此變回正常水平。作為一種遺留下來的東西，球狀裝藥今天仍然被用作配發彈藥。
槍機輔助閉鎖裝置是出於因為某種原因在緩衝器彈簧不能使槍機成功復位而無法閉鎖的情況下，可以手動完成槍機復位閉鎖。這個位於機匣右側的活塞狀的槍機輔助閉鎖裝置是XM16E1與M16的明顯區別。柯爾特公司，空軍，海軍陸戰隊和尤金·斯通納都認為沒有必要增加這個複雜裝置，還因此增加了4.5美元的步槍採購成本，又沒有什麼實際好處。但是三年之後，1967年2月28日，陸軍訂購了84萬支這種版本的步槍，就是後來所稱的M16A1。
柯爾特公司過分誇大了M16測試中體現出來的可靠性，他們宣稱這種槍從來不用被清洗。雖然這種說法可能對於原本配套的IMR裝藥是正確的，但是對於更加精細的，燃燒更快的，比較骯髒的球狀裝藥來說可不是。直接推動機框的氣體操縱系統使用槍管頂部的導氣管將氣體導出到槍機後部和機框凹進處之後的“活塞室”裡面。當燃燒的氣體來到這個區域，它們驅使機框向後移動，然後將多餘的氣體經由拋殼窗以及槍機框頂部的氣鍵和槍管里的氣管之間的空間排出。傳統的設計將活塞保持在槍管的上方或下方，然後從那裡排出多餘的氣體。斯通納系統的優點是槍機和槍機框形成的“活塞”是在一條直線上運行，同時與槍膛處在同一條軸線上。因此，當槍機框移動的時候，槍膛的軸線也不會反向移動。消除單獨的活塞也使得操作變得容易，因為活動機件更少了。這個設計的缺點是它會將火藥氣體直接送到後膛，很容易在槍機組件內積碳。因此，M16需要經常清洗和潤滑來保持其可靠性。
更糟的是，部隊被告知，因為它是劃時代的武器，因此它不需要清洗，從而也沒有配備清洗工具。結果，在戰場上M16經常發生卡殼、槍膛嚴重污垢、槍管與槍膛鏽蝕、拉斷彈殼、彈匣損壞等故障。士兵們經常譏笑這些是一“玩具槍”，還用一句話來形容發生故障的槍：“你可以叫它“Mattel”(美國著名的玩具廠商)。這句話後來演變成了一個民間傳奇，內容就是第一批M16是部分或全部的由玩具業廠商製造的。
在陸軍和政府內部，關於M16的爭論再一次發生了。斯通納的最新設計，一種被叫做斯通納63的武器系列，被送到越南做測試。而SPIW鏢彈武器測試計畫也再次被啟動。幸運的是，冷靜的頭腦占據了主導地位。一個由國會組成的委員會於1967年報告：“看上去所謂問題重重的M16其實是一支非常優秀的步槍，其在套用中發現的種種問題均由部隊內部管理不善所致。”M16的清洗工具被迅速的生產出來。一本漫畫維護手冊也在部隊中流傳來展示M16正確維護的方法。可靠性方面的毛病迅速的消失，雖然對槍的負面評價並非如此。但是這對於一找到M16就開始使用它的北越南軍隊來說並不是這樣的。
也許M16A1最重要的改動就是引入了在槍膛中鍍鉻以及不久之後在槍管上也鍍鉻。這個改進在最初的SALVO項目測試里就已經提出了，但是之後被否決了，因為在實際上效費比不高。在當時，沒有一種可靠的方法可以在一根.224英寸直徑的槍管里鍍上鍍鉻。鍍鉻的真正價值在於防止槍管內部生鏽。作為一個接近直牆的內室，最少量的銹粉，生鏽的黃銅，沙，污物，銹點蝕，甚至標記用的油漆粉末都會導致摩擦力呈指數增長。士兵們在戰場上發現第一發子彈發射出去會在槍膛中產生阻塞。這是因為粗糙的槍膛，詹森/斯通納式槍機固有的缺少預抽殼動作，以及5.56子彈相對較小的錐度的聯合作用。鍍鉻不但能防止生鏽，還能減少摩擦力。沒有進入槍膛的污垢被壓到發射後的彈殼，並隨著它一起被排出。
在經歷了坎坷的起步之後，M16已經證明它的可靠性能夠達到使用要求。在1967年年末，當部隊被要求的時候，只會拿他們的M16來換取XM177，後者是同一種武器的卡賓槍版本。
輕型彈藥也是在步槍領域中引起大量爭論的一種事物。“大威力子彈”的概念即使過了好多年也沒有消亡，而增大口徑的要求一直延續到1980年代。大部分爭論都集中在蘇聯使用的中間型威力槍彈的7.62×39毫米槍彈，這已經比他們戰時用的“全威力”7.62×54毫米設計縮小了。那些“小口徑”陣營的人相信，在1970年代，當蘇聯採用了一種類似（或更小）的子彈，尺寸5.45×39毫米，新的蘇聯子彈具有更先進的設計，縮短槍管膛線纏距，使彈頭轉速高，其他採用的理由包括更輕的重量，小的後坐力，全自動射擊中更高的散布精確度，更遠的射程，更平的彈道，以及最後想要與美制槍械保持同步的願望。這裡面的許多優點也用來描述M16。
北約標準化
1970年3月，五角大樓震驚了北約其他國家：所有隸屬北約的美國部隊必須裝備M16A1。英國軍方對於美國軍械部人員20年前強制要求北約使用7.62毫米口徑彈作為標準彈藥高調錶示不滿，因為英國人的.280口徑(7.1毫米)彈藥曾被美國認為威力不足，而現在他們被告知美國終於認識到這種小口徑槍械的必要性，也開始準備進行一種更輕的彈藥的北約標準化。
但是在1970年代中期，其他國家的軍隊也在尋找一種類似M16的武器。一項北約標準化的計畫很快啟動，在1977年關於不同彈藥的測試正式開始。美國提供了他們最原始的設計，M193，而且沒有進行任何改動。然而有許多人擔憂其面對越來越多被使用的防彈衣時的侵徹力。英國推出了一種改進的5.56毫米彈藥，使用更長和更細的4.85毫米子彈 ，裝在現有的美國彈殼內。這種彈藥具有更好的彈道性能，也有更強的穿透力，能夠射600米遠，符合他們對於班用自動武器(小型機槍)的要求。德國開發了一種新的4.7毫米無殼彈藥，可以與美國原本的設計提供相似的彈道性能但是重量輕巧很多。然後，對於這種武器還是有很多不信任因為它有可能自燃。最終的設計由比利時提交，也就是SS109槍彈，一種同樣基於美國子彈的彈藥，以及同樣是5.56毫米口徑的新子彈，但是具有比較重的有尖的鋼彈頭以增加侵徹效果，有效射程比M193更遠。
測試很快就發現比利時和英國的設計大體上差不多，但是都比原始的美國設計要好。然而，為了發揮SS109的全部性能，槍管需要使用七分之一英寸纏距的膛線，而現有的十二分之一英寸纏距的膛線因為不穩定性只有90米的有效距離。SS109所需要的最佳纏距是九分之一英寸，但是使用的是七分之一英寸的纏距為了令更長的L110曳光彈穩定。這種曳光彈設計成改進彈道性能以及增強的射程。之後的M196曳光彈(與M193球狀裝藥配套)有450米的有效射程，而L110的有效射程是800米。最終，美國陸軍選定了比利時彈作為新的制式彈，這兩個彈藥都需要全新的步槍。在1982年應運而生的M16A2，從那以後成了美國的標準軍用步槍。為美國生產的北約標準的彈藥被稱為M855，使用SS109類型的發射具的球狀裝藥，以及M856，使用L110類型的發射具的曳光彈。
結構特點
M16的機匣是由鋁合金製成的，槍管，槍栓和機框是鋼製的，護木，握把，以及後托都是塑膠做的。早期的型號特別輕巧，只有2.9千克(6.4磅)。這是遠遠比1950年代和1960年代的7.62毫米戰鬥步槍要輕的。即使與裝滿彈藥後5千克的AK-47相比也還是很占優勢的。M16A2和之後的改型重量有所增加(8.5磅，或3.9千克，裝滿彈藥時)，因為它們採用了加厚的槍管。厚槍管對於因操作不當引起的損害更加耐久，而且它也減緩了連續射擊時的過熱，適合持續射擊。不同於傳統的從頭到尾都很厚的“公牛”槍管，M16A2的槍管只是護木之前的部分比較厚。護木下的槍管部分和M16A1是一樣的，以兼容M203榴彈發射器。整支步槍有40英寸長(1.02米)，以及20英寸(508毫米)的標準槍管。斯通納在AR-10原型槍上試驗了薄鋼槍管襯套並加以鋁質隔熱屏以減輕重量。但是在斯普林菲爾德兵工廠的一次測試中一根槍管發生了爆裂。斯通納認為這個測試是被非法操縱的。
一個明顯的人體工程學的特徵，是在槍機正後方的一個塑膠制的包含金屬的復進簧的槍托。這個同時起到容納復進彈簧和後坐力緩衝的作用。槍托與槍膛在一條線上能夠減少槍口上跳，特別是在全自動射擊模式的時候。由於後坐力不會使準星發生明顯的偏移，使用者的疲乏程度會減輕。另一個人體工程學的特性是槍口制退器上方的以及攜帶提把之上的主瞄準具。新的型號（M16A4）具有一個“平頂式”的機匣，以及皮卡汀尼導軌。用戶可以在導軌上安裝傳統的攜帶提把，瞄準系統，或者各種光學設備，例如夜視鏡。
M16使用直接推動機框的直接導推式原理，槍管中的高壓氣體從導氣孔通過導氣管直接推動機框，而不是進入獨立活塞室驅動活塞。高壓氣體直接進入槍栓後方機框裡的一個內室，將機框帶動槍機後退。這使得單獨的活塞室和活塞不再必要，從而減少了移動部件的數量。在快速射擊中這也通過保持往返運動的部件與槍膛在同一直線上而提供更好的性能。
直接導推式的氣動方式的主要問題在於火藥燃燒後剩下的污物和殘渣會直接吹到後膛里。當過熱的燃燒集氣體沿著管壁向下流動的時候，它會膨脹然後冷卻，而不像氣溶膠那樣能夠在降壓的時候冷卻。該冷卻使得已經氣化的物質冷凝，並因此而使一個體積大得多的固體凝固，恰好在槍擊的活動部件上。反過來，導氣活塞的工作在極短的時間內使用高壓氣體並使他們遠離後膛。因此，比起使用導氣活塞的槍來說，M16需要更頻繁的清潔和潤滑來保持穩定工作。
彈匣卡榫在步槍的右側，位於扳機護圈的前方。當前的軍用彈匣的子彈容量為30發，而越戰的時候只有20發（30發的彈匣直到戰爭後期才開始研製和生產）。配件市場上的雙彈夾並聯器是可以選擇的，但是軍方當局不鼓勵這么做，因為有可能增加彈匣頂部受損或者弄髒的機會。但是，2004年伊拉克戰場顯示，特種部隊和其他主要部隊在採用雙彈夾並聯器方面很迅速。
M193和更新的M855(SS109)彈頭在穿過軟組織的時候通常都會碎裂。當從不到一百米的距離射擊時，這些子彈在其偏轉90到180度之前會貫穿人體內部100毫米(4英寸)。當側力作用在子彈上的時候，它就會碎裂而一分為二。這發生在脆弱的子彈槽線上，而子彈槽線是一個深溝來將彈殼密封到銅套裡面。然後，5.56毫米彈頭的後段就能碎裂，而對周圍的組織造成更大的傷害。碎裂所必要的速度大概是823米(2700碼)每秒。
美國軍隊通常不會配發全自動類型的M16步槍。雖然它的後坐力已經很小了，但是準星還是會因連發射擊時都會偏移。全自動武器會因此變得非常不精確，還會浪費大量的彈藥。30發彈匣不適合用在持續射擊，不像重機槍使用的彈帶給彈系統。M16的輕量級的槍管在全自動射擊中很快就會過熱。理論上來說，機槍是提供壓制性火力的，而移動性更強的步槍從側翼包圍並提供點射火力。某些為狹區作戰而最佳化的M4的改型，是適合進行全自動射擊的，因為這在空間有限的狹區內更有意義。
大部分M16和M4類型的武器是能夠使用半自動射擊模式以及3發點射的。點射的原理是使用一個有三個部件的自動扣機，能夠在每一次扣動扳機的時候發射最多3發子彈。它是不會復位的，也就是說如果一個士兵發射了兩發子彈就鬆開了扳機，那么下一次射擊的時候他只會射出一發子彈。點射在火力，精確度，彈藥容量之間進行折衷。然後點射仍然會在壓制火力，兩棲作戰，或者狹區作戰時限制M16的有效性。
柯爾特公司發展了一種使用更重的槍管，彈帶供彈，以及可快速更換槍管的改型。這是為了提供一個班組類似於機槍的火力，但又具有M16的可攜性。這個計畫在1970年代M249班用自動武器（SAW）獲得青睞之後被取消。班組現在被配發一個火力小組一支M249來提供全自動火力。全自動版本(M16A3和M4A1)被美國軍方配發給某些特殊的部隊。
型號演變
●M16步槍主要改型
柯爾特的型號：601和602
柯爾特在獲取了阿瑪萊特的步槍之後生產的頭兩個型號是601和602。這兩種槍在很多方面都是原來阿瑪萊特步槍的複製品（實際上，人們經常發現它們只是貼牌的阿瑪萊特AR-15)。601型和602型很容易通過它們的彈匣座側面為平板狀，而沒有常見的彈匣釋放鈕防止誤操作的“圍欄”，以及某些時候它們的槍身綠色或者棕色油漆，來識別。601是美國空軍採用的第一種步槍，但是後來很快就被XM16/M16(柯爾特604型)給取代了，因為後者有很多改良。602型也被購買了一定數量。大量的這兩種型號的步槍在東南亞許多特別行動單位中被使用，最著名的就是英國陸軍SAS特種部隊。601型和602型的唯一區別就是從原本14分之1英寸的膛線纏距改為了更常見的12分之1英寸的纏距。
M16
這個變種“XM16”正式地被美國空軍所採用，正式命名為“5.56mm口徑M16步槍”。這是第一種被美國軍方正式採用的M16。這種改型具有三角形的護木，三瓣式消焰器，但沒有復進助推器。機框本來是鍍鉻的，機框側面被磨光，也沒有裝配復進助推器的槽口。後來，鍍鉻的機框被放棄了，因為陸軍配發了裝配復進助推器（槍機輔助閉鎖裝置）槽口以及磷化處理過的機框的試驗型。空軍繼續使用這些武器，以及當部件磨損時進行翻新更換磨損部件。
XM16E1和M16A1
陸軍的原型版本，XM16E1，和M16本質上是一樣的，除了增加了復進助推器之外。M16A1是第一種最終化生產型。為了解決在XM16E1測試中暴露出來的問題，一種“鳥籠”消焰器取代了XM16E1的三瓣式消焰器。後者太容易讓外來的物體進入，例如被樹葉和細樹枝卡住。當在戰場上發現了許多問題之後，這些問題都作了相應的改動。清潔工具被研製及配發。內室鍍鉻的槍膛以及後來全鍍鉻的槍膛被使用，大量的因為污物和銹跡導致的故障逐漸減少。問題在6個月內就解決了，以至於後來的部隊已經對這些早期故障不甚熟悉了。
M16A2
M16A2所作的改動更加多。除了新的膛線之外，護木前的槍管被加粗，增加槍管的抗彎曲性能，減緩了連續射擊時的過熱，提高單發精度。覘孔直徑改為5mm，一個新的可調節照門也被加上，可以使得照門因不同的射程，從300到800米調節，以及可以調整風偏，這可以充分利用新的SS109彈藥的彈道特性。消焰器再一次被修改，這一次是將消焰器底部兩個向下的開孔封閉，使其在俯臥射擊時不會揚起灰塵或者雪花。護木截面從原本的三角形形狀改成了有散熱肋條可以起防滑作用的圓形，使其更適合小手掌的抓握。新的護木由原來的左右兩半式也變成了上下兩半對稱型的，從而使得庫存的備件不必單獨區分左護木和右護木。後槍托被設計得更長和更結實，據說比原先的設計結實10倍，因為其改進的塑膠材料和設計。更重的彈頭具有減少的初速，從早期型號的3,200碼每秒(975米每秒)到A2的大概2,900碼每秒(875米每秒)。一個特別的彈殼偏向裝置被裝在上機匣內朝向拋殼口的後方來防止退出的彈殼打到左撇子的使用者。
槍機也被重新設計，將原本的全自動模式改成了3發點射模式。訓練不足的部隊在使用全自動武器的時候，掌握不到控制連發射擊的技巧，經常按下扳機不放，而造成散射。美國陸軍得出結論：3發點射能夠在節省彈藥，準確度和火力密度之間提供一個最好的平衡。但是，在M16A2的點射機構有設計缺陷：扳機組件在扳機被釋放之後不會自動復位。舉例來說，當一個士兵在點射時第二發和第三發之間就已經鬆開了扳機，那么下一次他再扣動扳機的時候只能射出一發子彈。即使在半自動模式中，扳機組件的機制也會影響武器的使用。每一發子彈被射出之後，扳機組件都會在點射模式的3級之間位置不同。在這些級數之間每一次扣動扳機力度都不太一樣，會影響精確度，雖然對於大多數射手來說都不明顯。
總的來說，M16A2的新特性給原本的M16增加了重量和複雜度，而且取消了全自動模式。當新的型號被認為更精確的時候，更重的子彈也帶來了更彎曲的彈道曲線，從而使得距離估量的準確性要求更加高。輿論也指出覘孔的設計不理想，小覘孔不容易找準星，而大覘孔又降低了瞄準的準確性。更糟糕的是，照門的形狀不是被造在同一平面上。或者說，當照門因不同的射程調整的時候，彈著點將會發生改變。照門的距離調整功能在戰鬥中很少被使用，因為士兵通常都會將它調到最低距離，也就是300米。但不管這些輿論的批評，不論是為了滿足北約標準化的SS109(M855)還是為了替換軍械庫中越戰時代的武器，這種新的武器還是需要裝備的。
M16A3
M16A3是M16A2的全自動改型，於M16A2剛問世的時候被採購，數量不多，主要用於美國海軍的海豹特種部隊。它具有Safe-Semi-Auto(S-1-F)快慢機，就像M16A1一樣。
關於M16A3的特性至今仍有一些混淆的地方。它經常被描述成M16A4的全自動版本。M16A3的正式描述說它使用了M16A4的皮卡汀尼導軌，因此上述說法不對。這種誤解最有可能來自於民用槍枝製造商給予的A2和A3代號，用來區分具有固定可拆卸攜帶提把的A2和具有皮卡汀尼導軌的版本。
M16A4
M16A4，作為前線美國陸軍和美國海軍陸戰隊的標準裝備，它是將槍械與火控系統分別進行模組化來設計的。取消了之前的固定可拆卸攜帶提把以及金屬照門的組合，而是以MIL-STD-1913皮卡汀尼導軌取代之。這使得槍枝可以同時裝備可拆卸攜帶提把或者其他大部分軍用和民用的瞄準具或者目視裝置。所有美國海軍陸戰隊的M16A4都裝配了奈特武器公司的M5 RAS護木，可以附加垂直握把，雷射瞄準具，通用戰術燈或者其他附屬檔案。在美國陸軍戰地手冊里，使用了RAS的M16A4通常被稱為M16A4 MWS或模組化武器系統。這個型號沿用了M16A2的三發點射模式。
●M16特殊改型
柯爾特655和656型“狙擊手”改型
隨著東南亞的衝突不斷增加，柯爾特公司研製了兩個M16的改型，作為狙擊手或精確射手步槍。柯爾特655型高輪廓M16A1本質上是標準的A1步槍，但是配備了重型槍管以及可拆卸攜帶提把上安裝的瞄準鏡。柯爾特656型低輪廓M16A1具有一個特別的上機匣，沒有可拆卸攜帶提把。但是它有一個可調風偏的機械瞄準具以及韋佛式瞄準具基座。後者是柯爾特和皮卡汀尼導軌導軌的先驅。除了重的槍管之外，它還具有一個有護圈的的金屬準星。兩種步槍都成為了標準，使用萊瑟伍德或者Realist的3-9倍可調距離望遠鏡式（ART）瞄準鏡。有一些還使用了Sionics消聲器和消焰器。不過這兩種步槍都沒有成為標準化制式裝備。
這些武器都可以看成美國陸軍的“美國陸軍班用精確射手步槍”（SDM-R）或者海軍陸戰隊的“美國海軍陸戰隊班用先進射手步槍”（SAM-R）的始祖。
XM177, M4卡賓槍, 以及柯爾特733型
雖然1990年代才服役，M4也只是美國部隊里使用的短槍管AR-15長產品線的一部分。然而M4本身只是M16A2的一個版本; 圖中前面的是M4，後面的是M16A2，由兩個海軍陸戰隊員在實彈射擊練習中持握在越南，有些士兵被配發M16的卡賓槍版本，稱為XM177。XM177具有較短的槍管(~260毫米)以及一個伸縮式槍托，使得它能更加小型化。它還具有一個火藥燃氣通過幾級膨脹室減緩膨脹速度從而降低槍口激波的消聲/消焰器組合，可減少槍口火焰及噪聲帶來的問題。美國空軍的GAU-5/A(XM177)改型以及美國陸軍的XM177E1改型區別在於之後採用的復進助推器。最終的空軍GAU-5A/A和陸軍XM177E2具有長度290毫米槍管，以及更長的消聲/消焰器。槍管加長是為了能夠支持柯爾特的XM14840毫米榴彈發射器組件，也可以改善彈道性能。這些版本也叫做柯爾特Commando型，以CAR-15的名字稱呼及採購。這些改型只少量提供給特種部隊，直升機機組，空軍飛行員，士官，無線電操縱員，炮兵，以及其他部隊，而不是前線士兵。由於槍管短，沒有充分燃燒的火藥顆粒很快就會堵塞消聲/消焰器，會降低消聲效果；另外消聲/消焰器會影響準確性；最令人困擾的是在M16步槍上由於發射藥引起的射速過快的問題在XM177E2上變得更嚴重。最後停止了對XM177E2的進一步改進，生產契約都被取消了。唯一正式採用XM177的是美國空軍。
M4卡賓槍是從這些設計派生研究出來的，包括一部分14.5英寸槍管的A1類型卡賓槍(柯爾特型號653)。1980年代開始採用M16A2和新的M855/M856彈時，這些A1類型卡賓槍開始被採用新膛線的卡賓槍取代。XM4(柯爾特型號720)在80年代中期開始測試，採用14.5英寸(368毫米)槍管。在1994年正式服役以取代M3"注油槍"(以及貝瑞特M9和某些部隊的M16A2)。在巴爾幹半島，2000年反恐戰爭，以及2003年伊拉克戰爭中，它獲得了巨大的成功。
柯爾特也回到了它原先的“Commando”構思，也就有了733型，本質上是現代化的XM177E2以及結合許多M16A2的特點。采290mm槍管。由於槍管極短，又採用了標準的M16A2的式消焰器，因此膛口噪聲和槍口焰的問題非常嚴重，這是柯爾特Commando屢遭批評的地方。
Mk 4 Mod 0
Mk 4 Mod 0是在越南衝突中為海軍海豹特種部隊生產的M16A1改型，於1970年4月服役。它和基本的M16A1主要的區別在於Mk 4 Mod 0是為海軍陸戰隊使用而最佳化設計的，具有消聲器。該槍的大部分部件被Kal-Guard（潤滑油）覆蓋，槍托和緩衝器管上有一個1/4英寸的孔用來排水，以及緩衝器組件末端的一個O形環。這個武器可以放在水下200碼（60米）而不會有任何損傷。最初的Mk 2 Mod 0消風器是基於美國陸軍人體工程學實驗室（HEL）的M4消噪器。HEL M4將氣體從槍機直接排出，但需要一個改進的機框。一個氣體偏轉器被加裝到拉機柄上面，來防止氣體接觸到使用者。因此，HEL M4被永久的安裝，即使它可以允許半自動或全自動射擊。如果HEL M4消聲器被移除，該槍可能需要在每次單發射擊後手動裝彈。另一方面Mk 2 Mod 0消風器也被認為是Mk 4 Mod 0步槍整體的一部分，但是它卻可以在HEL M4被移除後繼續工作。Mk 2 Mod 0消風器也可以非常快的排出水，而不需要對拉機柄或者機框進行任何修改。在1970年代後期，Mk 2 Mod 0消風器被奈特武器公司(KAC)的Mk2消風器代替。kav消風器能夠完全浸入水中，而在拿出水面的8秒鐘內完全排乾水分。即使在M16A1全速射擊的時候，它也不會降低工作性能。美國陸軍將HEL M4換成了簡化很多的SIONICS公司的MAW-A1消聲滅焰器。
性能參數
性能數據：M16 式 M16A1式 M16A2式
口徑：5.56mm
初速：M193式槍彈 1000m／s 991m／s /SS109式槍彈 948m ／s
有效射程：M193式槍彈 400m 400m /SS109 式槍彈 600m
槍口動能：M193式槍彈 1625J 1722J /SS109 式槍彈 1765J
理論射速：700 ～950 發／min 700 ～950 發／min 700 ～900 發／min
自動方式：導氣管式
閉鎖方式：槍機迴轉式
發射方式：單發、連發 單發／連發，單發／３發點射
供彈方式：彈匣
容彈量：20發或30發 20發或30發 20發或30發
全槍長 990mm 990mm 1000mm
槍管長：不含消焰器 508mm 508mm 510mm /含消焰器 533mm 533mm /
膛線 6條，右鏇，纏距305mm 6 條，右鏇，纏距305mm 6 條，右鏇，纏距178mm
全槍質量：不含彈匣 3.4kg /不含背帶和擦拭工具 3.1kg 3.18kg / 含30發 實彈匣和背帶 3.73kg 3.82kg
瞄準裝置：準星柱形／照門覘孔式 覘孔式 雙覘孔式
瞄準基線長 501mm 501mm
配用彈種：M193式5.56×45mm槍彈 SS109式、M139式5.56×45mm槍彈及其他5.56mm槍彈
投入實戰
一般來說，美軍裝備一支新型步槍總是要經過反覆多次，極為慎重的試驗與評價的，而M16在試驗與評價都不夠充分的情況下便裝備部隊，這就使它先天不足，以致以後屢遭彈劾。
M16全面配發到部隊後首次在戰鬥中登場是在1965年11月越南德浪河谷（IaDrang）的戰鬥，而且表現得相當好。哈羅德·G·摩爾（HaroldG.Moore）中校（後升為中將）在報告中寫道：這次勝利是由“勇敢的士兵和M16帶來的”。（哈羅德·G·摩爾與當時的隨軍記者約瑟夫·L·蓋洛威合寫了一本關於德浪河谷戰鬥的回憶錄，書名為《我們曾經是年輕的士兵》，該書在2002年被拍攝成電影《我們曾經是士兵》）。
但是當M16配發的數量增加時，關於戰鬥失利的報告也是這樣寫的。從1966年秋天開始，越南戰場上頻頻傳出M16出現故障的訊息。在1967年5月，一名海軍陸戰隊員所寫的家信中就有這樣的內容：
“我今天上船時剛好收到了你的信。從上個月的21號到今天我們都在實施一次行動。目前敵人傷亡很大，而海軍陸戰隊的傷亡比較輕微所以我才能回到基地看報紙。讓我給你一些統計數字看看為什麼說傷亡輕微。在我們營里失去了接近1400人，有半數的人能回來。我們連里失去了250人，有107人回來。我們排里失去了72人，有19人回來。我想我的運氣到頭了，他們（死神）最後也會找上我的。可是，我只是被一塊小彈片打中了。我希望我的夥伴們都可以說這樣的話。
……信不信由你，你知道是什麼東西殺了我們大部份的人嗎？是我們自己的步槍。在我們離開沖繩島之前，我們全部都配發了這種新式步槍——M16。實際上我們發現幾乎每個人的死的時候都在維修他的步槍——因為他的步槍出故障了。有一位跟我們在一起的女記者拍下了這些照相，五角大樓發現後不讓她公開這些照片。他們說不希望會影響到美國公眾的情緒。這不是很可笑嗎？”
柯爾特公司立即派出幾個專家小組奔赴現場，美國參議院武裝部隊委員會、《美國步槍手》雜誌等也派人前往調查、採訪。當時M16存在的主要問題有：彈膛污垢嚴重、卡殼、拉斷彈殼、彈匣損壞、槍膛與彈膛鏽蝕、缺少擦拭工具，尤其在惡劣條件下，情況更為嚴重。此時，由凱薩琳·利萊（CatherineLeroy）拍攝的這些照片在巴黎《競賽》雜誌上公開，訊息傳到國內，一片譁然，批評M16的浪潮此起彼伏，尤其是反對採用小口徑的人推波助瀾、添油加醋。
這些故障的原因是多方面的，越南氣候潮濕，溫度高，若不注意擦拭維護，很容易使槍生鏽，但將改用步槍彈發射藥是主要原因。M16原本所用的M193槍彈原裝杜邦公司的IMR4475單基管狀藥，這種藥燃速快、壓力曲線升得快、殘渣少。不久，杜邦公司通知陸軍說他們無法大量生產IMR4475。1964年1月，陸軍決定採用奧林公司的WC846雙基球形藥，他們認為這種發射藥易於生產，成本低，而且燃速慢，降低了峰壓，有利於提高槍管壽命，而且原本T65槍彈也是使用這種發射藥的。但事與願違，M193彈採用WC846藥後便出現了很多問題：球型發射藥燃燒後會在M16的槍管和導氣管中留下一些粘粘的殘渣，由於槍管沒有鍍鉻，而導氣系統又沒有相應的維護裝置和適合的潤滑物，因此很難迅速使步槍恢復正常使用狀態；由於球型發射藥的彈道特性導致導氣孔的壓力，加上緩衝裝置質量很輕，M16的全自動射速從正常狀態下的每分鐘750-850發大大提到到每分鐘850-1000發；另外由於槍機開鎖時剩餘膛壓高，殘渣也增加了膛壁與彈殼之間的摩擦力，因此經常出現卡殼和斷殼現象；此外，對M16的生產全過程缺乏一個有效的管理體制導致的質量問題也是一個重要原因。除上述原因外，裝備M16的部隊缺乏必要的訓練和指導也導致M16在戰鬥中出現了很多戲劇性的故障。
針對戰鬥中表現出來的問題，一個由國會組成的委員會於1967年5月15日開始著手調查，首席代表是密蘇里洲的民主黨員理察·伊薩霍特（RichardIchord）。他在本寧堡和彭德爾頓營進行測試觀察M16的故障，並直接專程前往越南評定問題，調查委員會在1967年6月下旬提交報告，陳述“看上去所謂問題重重的M16其實是一支非常優秀的步槍，其在套用中發現的種種問題均由部隊內部管理不善所致。”但抽殼困難和射速的問題是由設計的缺陷引起。為了解決設計中的一些問題，M193彈中容易產生殘留物的含鈣元素的碳酸鹽的含量由原來的1%減少到0.25%，這樣就使M16導氣管的堵塞現象減少了一半，抽殼困難的現象也得到了解決。柯爾特公司也對M16本身進行了改進，例如彈膛鍍鉻；重新設計緩衝器（即復進簧導管），使射速降低到正常狀態；設計一種維護工具以及新的槍托，使清潔工具能貯存於步槍內；膛線纏距由14英寸改為12英寸；嚴格控制生產工藝，提高產品質量。最後，還制訂了一項“應該如何正確地維護M16”的龐大訓練計畫，並印製了一份連環漫畫式的步槍維護手冊發給士兵，這項措施是關於操作問題的最終解決方法。在操作性能和生產問題上所作的努力，使得M16/M16A1的運作開始變得相當可靠了。
在解決了故障頻頻的問題後，下一個最迫切的問題，就是如何把更多的步槍交到正需要它們的步兵團的手上。1966年，柯爾特公司是M16/M16A1的唯一生產商，月產25,000支。1967年6月30日，美國政府購買了M16的專利與特許生產權，然後就增加了兩個承包商，在1968年4月，通用汽車公司的Hydramatic分部（HydramaticDivisionofGeneralMotorsCorporation）和哈靈頓·理查森公司（Harrington&Richardson）開始生產M16/M16A1，月產分別為25,000支。1969年柯爾特公司擴建，M16的月產量達到50,000支。1970年5月，三家公司的最高月產量達到89,000支。到1971年，通用公司和哈靈頓公司相繼停產M16/M16A1，而柯爾特則仍在為美軍提供M16/M16A1步槍，直到1988年。
M16與AK47的首次較量是在越南戰場上，在很多對比兩支槍性能的報導中都會提到當時很多美軍士兵在繳獲AK47後，寧願扔掉M16而使用AK47，使人感覺到M16十分不可靠。但據一些輕兵器專家查證，常常被扔掉的是M14步槍，扔掉M16也是存在的事實，卻遠不如人們所想像的普通。每一批M16A1在配發到部隊前，都會進行可靠性抽試，抽試的結果中表明M16A1平均故障率為0.033%，低於指標要求的0.15%，平均無故障工作時間為3000發。通過嚴格控制生產工藝，M16A1還是具有良好的可靠性的。儘管M16最初在越南戰場上表現得故障頻頻，但問題在六個月內就解決了，M16/M16A1在戰鬥表現中證明了尤金·斯通納設計了一把優秀的步槍。
當美國深深地陷入越戰的泥潭中時，還出現了幾個M16的衍生型，包括一種短命的狙擊步槍和XM177等。在越南作戰的美軍普通反映M16、M16A1火力猛、重量輕，比M14易於攜帶。據在越南作戰的美軍第一騎兵師的一位指揮官Ｐ·Ｗ·肯德拉中尉介紹，該師的一個班被三面包圍在山上，為了呼叫直升機火力支援發射了信號彈。北越士兵以為他們要撤退，於是加快了進攻速度，結果受到M16A1的猛烈射擊，傷亡慘重。
當時北越士兵經常採用挖地道偷襲的方法令美軍吃了大虧，後來美軍特種部隊就埋伏在探聽到的地道出口附近，北越士兵剛出來就被M16密集的火力所射殺，於是他們稱M16為“黑槍”（BlackRifle）。他們還經常談論：“小黑槍與小彈能打大孔”。雖然美軍在越南戰場失利，但M16卻從越南戰場起步，僅柯爾特公司在這段時間內就生產了350萬支M16。1974財年，美國陸軍採購了270萬支。
裝備情況
M16是世界上最普遍生產的5.56×45毫米步槍。當前，M16/M4系統在15個北約國家和全世界80多個國家使用。美國和加拿大(迪馬科C7)總共生產了8,000,000支槍，大概有90%還在使用。除軍隊外，M16系列也被許多特警隊、私人保全機構、等組織所採用。
在美國，M16主要用來替換M14自動步槍以及M1式卡賓槍來作為標準步兵武器，以及某些情況下白朗寧自動步槍的替代。M14還會繼續服役，只不過不會作為主要武器。它被作為狙擊步槍以及“精確射手”步槍使用，或是用於提供遠程支援火力。
使用M16步槍及其變種的國家和地區包括: 澳大利亞, 巴貝多, 貝里斯, 玻利維亞, 波札那, 巴西, 汶萊, 緬甸, 高棉, 喀麥隆, 加拿大, 智利, 剛果, 哥斯大黎加, 丹麥, 多米尼加共和國, 斐濟, 法國, 德國, 加納, 希臘, 格拉納達, 海地, 宏都拉斯, 愛爾蘭, 以色列, 科威特, 利比亞, 馬來西亞, 墨西哥, 摩洛哥, 紐西蘭, 挪威, 印度尼西亞, 牙買加, 寮國, 奈及利亞, 荷蘭, 阿曼, 巴拿馬, 菲律賓, 卡達, 沙烏地阿拉伯, 大韓民國, 斯里蘭卡, 中華民國（台灣）, 泰國, 突尼西亞, 土耳其, 英國, 美國, 烏拉圭, 還有越南。
АК-47是俄語Автомат Калашникова образца 1947 года第一個字母的縮寫，意思是卡拉什尼科夫1947年定型的自動步槍，是由蘇聯槍械設計師米哈伊爾·季莫費耶維奇·卡拉什尼科夫設計的自動步槍。
1946年，卡拉什尼科夫在他設計的使用7.62×39mm М1943式中間型威力槍彈的半自動步槍的基礎上，設計了一種可連發射擊的樣槍（稱為АК-46），他設計的迴轉式閉鎖槍機，成為此後設計的АК系列槍械閉鎖機構的原型。同年參加靶場選型試驗。經過一系列試驗與改進了導氣裝置與活塞系統，設計而成АК-47，在風沙泥水環境中經過嚴格測試，1947年被選中定為蘇聯軍隊制式裝備，1949年最終定型，正式投入批量生產，在伊熱夫斯克軍工廠生產。1951年開始裝備前蘇聯軍隊，取代西蒙洛夫半自動卡賓槍。在1953年АК-47改變了機匣的生產方法，由衝壓工藝變為機加工藝。АК-47開始大量裝備蘇聯軍隊。蘇軍所裝備的AK-47於50年代末由其改進型AKM所取代。從1950年代到1980年代，АК-47系列是前蘇聯軍隊和華沙條約組織國家軍隊制式裝備。在1980年代5.54mm口徑型АК-74系列裝備前蘇聯軍隊後，АК-47系列逐漸從蘇軍制式裝備中退出。
АК-47突擊步槍屬於自動步槍。與第二次世界大戰時期的步槍相比，槍身短小、射程較短，適合較近距離的突擊作戰的戰鬥。採用導氣式自動原理，導氣管位於槍管上方，通過活塞推動槍機動作。迴轉式閉鎖槍機。7.62毫米口徑，發射7.62×39毫米M1943型中間型威力槍彈，容量30發子彈的弧形彈匣供彈，保險/快慢機柄在機匣右側，可以選擇半自動或者全自動的發射方式，拉機柄位於機匣右側。АК-47的槍機動作可靠，即使在連續射擊時或有灰塵等異物進入槍內時，它的機械結構仍能保證它繼續工作。可以在沙漠、熱帶雨林、嚴寒等極度惡劣的環境下保持相當好的效能。據說在越南戰爭中把它放入水中幾個星期然後從水中拿出來上膛後仍能射擊。而且它的結構簡單，分解容易；容易清潔和維修，勤務性好；操作簡便。АК-47主要缺點是，由於全自動射擊時槍口上跳嚴重，槍機框后座時撞擊機匣底，槍管較短導致瞄準基線較短，瞄準具設計不理想等等缺陷，影響了射擊精度，300米以外無法保證準確射擊，連發射擊精度更低，實際上它可以滿足以遭遇戰為主的較近距離上突擊作戰的要求。
1959年投產的改進型號АКМ（Автомат Калашникова модернизирован，即卡拉什尼科夫自動步槍改進型）在一定程度上改善了上述缺點。同時，進一步採用衝壓、焊接工藝，合成材料，減輕重量，生產成本低，利於大量生產，除了退殼時針偶爾會斷外，故障率低。
АК-47系列步槍名聞天下是在1960年代的越南戰爭，АК-47和其中國的仿製品大規模地武裝北越正規軍和游擊隊。這種自動武器在叢林環境中深受士兵信賴。在越南戰爭時期，據說許多美國士兵丟棄手中的不適應熱帶雨林惡劣條件下的笨重的M14自動步槍或者故障頻出的M16自動步槍，轉而使用繳獲的越南士兵的АК-47，只是因為АК-47系列步槍擁有非常優良的可靠性、容易控制而密集的火力。
蘇聯將АК-47系列步槍及其及製造技術輸出到世界各地。由於АК-47和其改進型令人驚詫的可靠性，結構簡單，堅實耐用，物美價廉，使用靈活方便，許多第三世界國家甚至西方國家的軍隊或者反政府武裝都廣泛使用的АК-47系列步槍。某些地區衝突的各方都非常樂意使用АК-47。另外，世界上有許多國家進行了仿製或特許生產，其中包括東德，前南斯拉夫，匈牙利，中國(中國仿製型長時間被稱為56式衝鋒鎗)，波蘭，羅馬尼亞、保加利亞、埃及、古巴、朝鮮等，進入21世紀它仍舊在生產。АК-47的設計思路也影響了以色列、芬蘭、中國等多個國家步兵輕武器設計：如以色列加利爾突擊步槍、中國的81式自動步槍。АК-47系列步槍是使用最廣泛的步槍武器之一。其廣泛程度在輕武器歷史上可能只有毛瑟步槍和柯爾特左輪手槍可以相比。而卡拉什尼科夫則因為АК系列步槍在世界範圍內的廣泛使用也被譽為“世界槍王”。
研製歷史
1944年，卡拉什尼科夫設計了一種發射7.62×39mm М1943式中間型威力槍彈的半自動卡賓槍，採用導氣式自動原理，活塞和活塞桿固定在一起，但與機槍框並不相連，彈匣容量10發，導氣管位於槍管上方，這種槍採用槍機迴轉式閉鎖，順時針方向鏇轉的閉鎖機頭上有兩個大的對稱閉鎖突筍。這種閉鎖方式是直接參考美國M1式加蘭德步槍的。不過在這把半自動卡賓槍上的鏇轉機頭是經過了卡拉斯尼柯夫的改進，比較長，鏇轉速度更快，大大地增加了閉鎖機構動作的可靠性。
AK-47的研製其實是從這種半自動步槍開始的，這種卡賓槍的閉鎖機構的進一步改進成為了卡拉什尼科夫自1945年至1990年之間研製的所有自動武器的核心部分，這個系統經歷了50多年的實際套用考驗，證實其具有非常優越的可靠性，因此這個系統也被人們稱之為卡拉斯尼柯夫系統。
這種半自動卡賓槍1945年的試驗型是1944年試驗型半自動卡賓槍的改進型，基本特徵一樣，管狀的拉機柄位於右上方。彈匣設計有所改變。但槍管上方的導氣室，有點像西蒙諾夫的SKS半自動步槍，導氣裝置的外形上也已經有了一些AK-47的端倪了。
1946年，卡拉什尼科夫開始設計突擊步槍。在這種半自動卡賓槍的基礎上設計出一種全自動步槍，並送去參加國家靶場選型試驗。樣槍稱之為AK-46，即1946年式自動步槍。導氣裝置和槍機基本上與原來設計的半自動卡賓槍一樣，使用衝壓鉚接機匣，發射機構有單發和全自動兩種，連發阻鐵在扳機上；30發弧形彈匣的入口在機匣下方，保險/快慢機柄都在機匣左側，手槍型握把，槍托、前握把和護木都是木製的，槍口制退器為圓柱形。
AK-47型試驗型的操作原理與AK-46一樣，不同的是：活塞、活塞桿和槍機體首次採用連成一體的方案——用螺桿固定在一起。機匣是衝壓成形的，機匣前部與槍管固定，保險/快慢機柄首次被安放在機匣的右側。導氣室沒有調節裝置，拉機柄在右側。AK-47型2號試驗槍的特徵是改變了導氣室、活塞、活塞桿的設計。延長了導氣孔，增加進入導氣室的火藥燃氣，導氣筒下方與槍管之間的位置有泄氣孔，活塞桿有四條凹槽。槍口制退器改為雙室結構。3號試驗槍改變了導氣室的設計，使圓柱形的導氣活塞在導氣室內處於完全密封的狀態，活塞桿有四條凹槽。採用新的槍口制退器。
AK-47突擊步槍（第1型）是最終定型並在1949年正式投入生產的AK-47突擊步槍，這種武器是為機械化步兵研製的，同一年蘇聯軍隊正式採用AK-47。這種型號並沒有刺刀，機匣和許多配件是用衝壓工藝來生產的，採用衝壓工藝的好處是材料消耗少，生產效率高。許多人把這種早期的AK-47稱之為“第1型”，以區分1951年和1953年生產的AK-47。
1951年的試驗型（第2型）是在1951年生產的，主要的改變是把機匣的生產方法從衝壓轉變為機加生產。通過機械銑削出來的機匣的優點是比較結實，但缺點是比較重，而且材料消耗大，生產成本高，生產效率低，生產這樣一個重量不超過0.65kg的銑削機匣，一開始時竟需要2.65kg的鋼材。發射機構、槍托和握把都經過加強，並增加了一種單刃刺刀。這種新生產的AK-47被稱為“第2型”，不過第2型的產量很少，很快就被第3型所取代。
AK-47（第3型）是在1953年定型，主要是改進了第2型的槍托連線方式，特別是簡化了機匣的機械加工方法，使之便於大量生產。這一型號被正式稱為“7,62mm Light-Weight kalashnikov Assault Rifle (AK)”，即“7.62mm輕型卡拉什尼科夫突擊步槍”，許多人稱其為“第3型”。值得注意的是，不管改用機械加工方法的目的是什麼，第3型的銑削機匣卻比第1型的衝壓機匣更輕。另外第3型的改進還包括彈匣，採用輕金屬的新型彈匣在強度也加強了，而且與原來的鋼製彈匣可以互換；此外，槍托連線方式也進行了簡化和加固，這一系列的改進使突擊步槍的整體重量比第1型更輕，而彈道性能則與第1型完全一致。
結構特點
AK-47式突擊步槍動作可靠，勤務性好；堅實耐用，故障率低；結構簡單，分解容易。但是連發射擊時槍口上跳嚴重，影響精度；與小口徑步槍相比，系統質量較大，攜行不便。該槍有配用固定式木製槍托和摺疊式金屬槍托兩種。
該槍槍管與機匣螺接在一起，其膛線部分長369mm，槍管鍍鉻。無論是在高溫還是低溫條件下，射擊性能都很好。機匣為鍛件機加工而成。彈匣用鋼或輕金屬製成，不管在什麼氣候條件下都可以互換。
擊發機構為擊錘迴轉式，發射機構直接控制擊錘，實現單發和連發射擊。發射機構主要由機框、不到位保險、阻鐵、扳機、快慢機、單發槓桿、擊錘、不到位保險阻鐵等組成。快慢機位於槍的右側。當快慢機裝定於自動位置時，單發阻鐵的後突出部被快慢機下突出部壓住，不能轉動，故扣不住擊錘。此時，擊發阻鐵扣住擊錘而成待擊狀態。扣壓扳機後，阻鐵解脫擊錘，擊錘迴轉擊發。此後，只要扣住扳機不放，擊發阻鐵和單發阻鐵都扣不住擊錘，只有不到位保險阻鐵卡筍能抵住擊錘卡槽。當機框復進到位壓下不到位保險阻鐵傳動桿時，卡筍即脫離擊錘卡槽，擊錘迴轉擊發。以後則重複上述動作，實現連發射擊。當快慢機裝定於半自動位置時，首發彈擊發前，阻鐵扣住擊錘而成待擊狀態。扣壓扳機後，阻鐵解脫擊錘，單發阻鐵也一同向前迴轉。若扣住扳機不放，則擊發後擊錘被機框壓倒的同時即被單發阻鐵扣住。此時，由於機框未復進到位，不到位保險阻鐵傳動桿向上抬起，卡筍和擊錘卡槽之間有少許間隙。當機框復進到位，再次解脫不到位保險阻鐵時，擊錘被單發阻鐵扣住，若再次發射，必須先鬆開扳機，使單發阻鐵解脫擊錘，擊錘隨之被擊發阻鐵扣住再次成待擊狀態。如果機框復進不到位，槍機閉鎖就不確實。此時，機框的解脫突筍沒有壓下不到位保險，故保險阻鐵卡筍不能脫離擊錘卡槽。因此，即使扣壓扳機，擊錘仍不能向前迴轉，於是形成不到位保險。快慢機柄在最上方位置時，其下突出部頂住單發阻鐵後突出部和扳機後端突出部的右側，故扣不動扳機，實現保險。若此時擊錘在待擊位置，彈膛內有槍彈，因扣不動扳機，擊錘不能解脫，所以形成後方保險。若此時擊錘在擊發位置，因扣不動扳機，阻鐵不能向前迴轉，擊錘後倒時即被阻鐵擋住，機框只能後坐一很短的距離，不能將彈匣內的槍彈推進彈膛，故形成前方保險。
該槍瞄準裝置採用機械瞄準具，並配有夜視瞄準具。柱形準星和表尺Ｕ形缺口照門都有可翻轉附屬檔案，內裝螢光材料鐳221。表尺分劃為100～800ｍ，一個分劃為100ｍ，戰鬥表尺裝定300ｍ。但使用瞄準具瞄準時，只能上下擰動準星作高低校正，無法進行風偏修正，而且夜間射擊時往往將準星護翼誤認為是準星。
缺點
雖然АК-47系列步槍是20世紀步槍行列中最耀眼的明星，但它畢竟是40、50年代的產品，從性能方面說，它也存在著許多不足：АК-47槍管纏距偏小、M43彈的彈形欠佳、槍彈撞擊目標時過於穩定，殺傷效果不好。子彈出膛時，槍管末端會有微小顫動，導致精度下降。M43彈的飛行不穩定
主要型號
АК-47：AK-47突擊步槍標準型，1949年最終定型並正式投入生產，是為機械化步兵研製的，同一年蘇聯軍隊正式採用AK-47。
АКС-47(AKS) ：採用可摺疊金屬槍托的型號。槍托摺疊長645毫米。供空降部隊、坦克兵和特種分隊使用。
АКМ/АКМС：零部件大量採用衝壓、焊接工藝，機匣用衝壓工藝製造代替了機加工藝，重量減輕到3.15千克。扳機組件上增加了擊錘減速裝置，消除擊針打擊子彈底火時啞火的可能性。槍口安裝一個簡單的斜切口形槍口防跳器，提高連發射擊時的散布精度。АКМС是АКМ的摺疊槍托的型號。
РПК：在АКМ突擊步槍的基礎上發展的班用輕機槍，RPK是卡拉什尼科夫輕機槍的縮寫。採用延長型槍管，摺疊型兩腳架，40發彈匣和75發彈鼓供彈。重量5.6千克。
其他
曾經有一種說法，認為AK-47是抄襲了德國STG44突擊步槍而設計出來的，證據就是兩者外形相似。但事實上Stg44和AK-47的基本結構和原理，都有著極大的不同；只是輪廓投影的相似而矣。Stg44和AK-47最相似的地方就是設計概念，不過在那個年代，也只有Stg44是唯一技術成熟且有大量實戰經驗的參照物。AK-47是既揉合了前人的精髓而又帶有設計者自己技術性質的創新設計的步槍。
1970年代有這么一句俏皮話：“美國出口的是可口可樂，日本出口的是Sony電器，而蘇聯出口的是AK-47”。根據前蘇聯方面的統計，全球範圍內的АК-47系列自動步槍中，9成是仿製品，真正產地是前蘇聯的僅有10%左右。
АК-47一度是匪徒愛用的槍枝。過去香港警察的佩槍主要用於防衛用途，所以只配備點38手槍。後來，葉繼歡、季炳雄、張子強等悍匪不斷在香港做案，並配備了火力強勁的АК-47自動步槍，一度使警方束手無策。後來經過改善火力，以及加強情報等各部門的配套，才把局勢扭轉，進而把匪徒繩之於法。
1980年代美國毒品犯罪分子經常使用АК-47系列步槍，在虛構的影視劇情節中也經常出現。對公眾造成的心理影響，導致美國在1989年立法禁止進口АК-47系列步槍，理由是擁有幾個所謂的“突擊武器”的外形特徵。
AK-47突擊步槍規格數據
原產地：蘇聯
類型：突擊步槍、自動步槍
口徑：7.62 mm
彈藥：7.62×39mm М1943中間威力步槍彈
彈匣容量：30發
自動原理：導氣式
閉鎖方式：槍機迴轉閉鎖
空槍重：4.3 kg
全長：870 mm（固定槍托型）；645 mm（摺疊槍托型） .
瞄準基線：378 mm
槍管長度：415 mm
膛線：4條，右鏇，纏距240mm
射速：600 rounds/min
槍口動能：1980 J
槍口初速：710m/s
表尺射程：800m
有效射程：400m
瞄準具：柱狀準星，Ｕ形缺口照門
