M4卡宾枪（M4 carbine）是M16A2突击步枪的缩短版本，获世界各国的*队军**及警队采用。
美国海军陆战队在1982年开始采用M16A2步枪（当时由FN承包）和M855*药弹**来取代老旧的M16A1和M193*药弹**，而旗下的Force Recon在1983年为因应新*药弹**的采用，提出室内近身作战*器武**的需求，此即为取代XM177E1/E2和部分M16A1卡宾枪的XM4计划（有一说则是为因应阿拉伯联合酋长国的需求）。
当时海军陆战队的Force-Recon装备的制式*器武**为M3A1（非制式*器武**则是XM177E2），装甲部队也采用M3A1，海军陆战队认为应为其陆战队*力武**侦察连（Force Recon）及装甲车组成员换装新式卡宾枪。
柯尔特公司的工程师把M16A2的改良成果运用到M653卡宾枪上，将枪管改短至14.5英寸（368.3毫米），采用伸缩枪托和M16A2的鸟笼式防火帽，使用3连发以取代全自动功能，射击方式主要为半自动和三点发射，护木内采用了单层的铝制隔热屏，采用STANAG弹匣供弹。这新型卡宾枪在柯尔特公司产品编号为Model 720，后来被称为XM4。
但国会否决了陆战队的XM4采购预算，Force Recon最后只能以HK MP5-N取代M3A1冲锋枪做为近身距离作战*器武**。
1988年美国陆军也改采用了M16A2（由Colt承包），并开始进行先进战斗步枪（ACR）的计划，这时又有提供给非前线战斗人员和空降部队的卡宾枪使用需求提出。美国陆军部授命柯尔特公司在陆军部与海军陆战队联合参与下，重新展开XM4的研发和第二阶段的测试。经过进一步测试和改良后，1991年3月枪支正式定型，并命名为“美国5.56毫米北大西洋公约组织口径M4卡宾枪”（The United States Carbine, Caliber 5.56mm NATO, M4）。
M4最大改良为在枪管距离准星座前25毫米的位置上增加一缩颈，用以挂装M203榴弹发射器，此外也能改装成固定枪托；由于M4和M16A2构造十分相似，甚至有高达85%的零件可以互换，因此最初也有人称其为M16A2卡宾枪，主要用于替代M16A1/A2步枪、M3冲锋枪和车辆驾驶员使用的部分9毫米手枪，并于1994年正式列装。
柯尔特公司还有以Model 653（俗称M16A1卡宾枪）为蓝本进行改良，换成可使用M855*药弹**的14.6英寸枪管，以及采用M16A2型的上枪身和防火帽，研制出另一种射击方式为半自动和全自动的Model 727，整体在1985年定型。柯尔特公司对出口到不同地方的M16A2卡宾枪各有不同的型号编号，出口到各阿联酋的型号为723型，加拿大特许生产的为725型（即C8），为美国海军生产的为727型。柯尔特公司不知从什么时候开始把*用军**型*器武**由Model改称RO，但海豹突击队最早在1988年采用RO727，不知道是否1980年代就已经用RO727的称呼。RO727的护木直径比M4的小，这是RO727与M4的明显区别。此外，要从视角上判断护木的类型，除了比较护木粗细与枪管、机匣的比例外，还可以看看散热孔数量。RO727是6孔，而M4系列是7孔。由于RO727的枪管中间没有安装M203榴弹发射器所用的缩颈部位，为了能够挂装M203榴弹发射器，海豹突击队，三角洲突击队及其他一些美军特种部队又要求把M4的枪管换上去使用，但护木还是RO727的护木（或者说与XM4的护木相同），而不是正式定型的M4/M4A1的双层铝隔热罩的粗护木。直到1994年可全自动射击的M4A1推出后，RO727才开始退出美国特种部队的*器武**库。
之后美国特战司令部为整合各特种部队的*器武**系统，计划采用M4为主要单兵*器武**，并搭配计划中的SOPMOD系统，开始着手改良M4。
M4主要改良是将三点放改成全自动，但由于全自动射击下容易造成过热的情形，当使用连发方式打完6个弹匣后，护木就烫得不能直接用手去碰，所以护木改良成更粗厚并有两层铝隔热片。另外重要的改良为MIL-STD-1913的实际应用，去除了原有的提把并换成从陆军ACR计划的经验中获得的皮卡汀尼导轨（Picatinny rail），方便安装各种瞄具，1994年8月这项改良也被美军采用。这种平顶（Flattop）构型的M4的最早型号为M4E1（Colt型号为Model 921），后来正式命名为M4A1，并在1994年被USSOCOM采用。
因应USSOCOM的改良，美国陆军也将原本的M4改成粗护木和平顶上机匣，此改良型在柯尔特的型号为Model 920，并以SOPMOD为蓝本发展模组化*器武**系统（Modular Weapon System）。除了将原有的M4提升至920型外，美国陆军也发展MWS型，采用改良自RIS的导轨转接系统（Rail Adapter System），由4个皮卡汀尼导轨组成，使其可以加装许多附件，RAS还包含有一套备用机械瞄具。搭配RAS的M4型号为925，并曾有短时间被命名为M4E2，最后则以M4或M4 MWS称呼之。
2001年因为911事件而开始驻军阿富汗的USSOCOM，发现M4枪管在全自动射击多个弹匣的情况下容易过热并造成损坏，而当特战人员在高山寒冷的天气下射击M4A1，瞬间的热胀冷缩作用常发生故障的情形，严重的话甚至枪管会炸开。因此紧急改良采用重型枪管。在枪管整体加厚后虽然会略为增加重量，但全自动射击时更耐热也更准确。这些采用重型枪管的枪支还配有一重量稍大，被称为H2的新缓冲器。
标准的H缓冲器里面有一块钨和两块钢组成的滑动配重，而新的H2缓冲器改为两块钨和一块钢。目前这些*器武**被称为柯尔特921HB型（Heavy Barrel，重枪管），但*队军**采用的HB改进型并没有重新命名，所以政府型M-4A1是包括了921和921HB。
M4卡宾枪的设计可追溯至早期卡宾枪版本的M16及XM177，都是由尤金·斯通纳开发的CAR-15发展而来，同样采用导气、气冷、转动式枪机设计，以弹匣供弹及可选射击模式的突击步枪，而M4的长度比M16突击步枪为短，枪管缩短至368.3毫米，重量也较轻，令射手能在近战时快速瞄准目标，两者之中有八成的部件可以共用。
一些M4A1装配较厚较重的枪管，以减低全自动开火时所产生的热力，并且加厚铝质隔热层。美军最初版本的M4卡宾枪只有“单发”及“三点发”模式，其后的M4A1以“单发”及“全自动”模式取代“三点发”，M4及M4A1均使用5.56 毫米口径的SS109*弹子**，而且仍采用M16特有的气体直推传动方式。
M4卡宾枪的护木较短，枪管长368.3毫米，比M16A2短了约140毫米。枪托为滑动伸缩式枪托，枪托拉出时，可采抵肩姿势射击；而枪托缩入时，则可进行腰际射击。M4的背带不同于M16A2/A4的背带连接在枪支的下方，而是连接在*器武**的一侧，如此一来士兵在携枪巡逻时可便于随时射击。
M4型卡宾枪有两种瞄准具可以配套使用，一种是光学瞄准具，主要是用来替代目前M16A2步枪上所使用的机械瞄准具。这种瞄准具主要在白天使用，瞄准时可以看到一个红点，而红点所在的位置也就是*弹子**将会击中的位置；另一个是轻型热成像瞄准具，利用目标的热影像来确定目标。此外，因考虑到士兵在与敌突然遭遇时将会没有时间调整表尺，M4还配备一只专门设计的校射仪，士兵即可在不需要射击的情况下就可以直接对枪或其附加装置进行校正工作。
M4和M16A2/A4的分别主要有：
- 紧凑的尺寸
- 短枪管
- 伸缩枪托
- 可全自动射击（M4A1）
虽然M4系列具有紧凑及轻巧等优点，但它的短枪管令出口初速及火力降低，缩短的导气系统令射击声音增大，枪管过热亦较快。而沿用M16的导气系统，开火时是依靠气体推动整个系统。
一些*器武**专家认为，它直接将气体导入开火装置，容易携带碳渣，从而产生污垢和热量，造成润滑剂干燥，可能会在沙漠地区出现可靠性问题[2]。
其中在一次位于阿伯丁陆军试验鉴定中心对柯尔特公司的M4、比利时FN公司美国分公司的MK16 SCAR、H&K公司的HK416和XM8四种枪进行沙尘暴环境下的性能测试，现役的主力枪支M4卡宾枪竟以中断射击882次（弹匣故障239次）排名倒数第一，在加强润滑后整体故障率降低到307次故障，引起陆军官方的重视。然而在美军当中仍有89%士兵表示信赖M4[3]。不过其M4卡宾枪从基层部队抽调，而其它参与测试的SCAR、XM8、HK416则是厂商提供的全新产品