在1990年代中期，新加坡武裝部隊提出要求，打算採用一種新步槍，以取代自1973年使用至今的M16S1步槍。這項要求在1994年正式提交給新加坡國防部，當時有兩個方案：購買新的武器（曾計劃購買M16A2），或研製新的本土步槍。
新加坡國防部與新加坡武裝部隊經過協商後，決定不購買現成武器，而由CIS公司著手設計一種適合亞洲人體質的新武器，並且要求維護成本要比M16S1低。
通過4年多的時間研製，CIS公司設計出了一種無托結構的突擊步槍，被命名為SAR-21（21世紀新加坡突擊步槍）。SAR-21在1999年的DSEi '99防務展上首次展出，並在同一年被新加坡武裝部隊正式採用。沒多久，CIS就改組為STK。SAR-21由STK繼續生產並供應新加坡軍隊，逐步取代M16S1、SAR-80和SR-88，同時也出口到其他國家的軍隊和執法機構。
SAR-21的設計特點是直接針對了M16S1的一些弱點，該槍準確、可靠，方便攜帶，容易操控，後坐力也非常低，但不方便左手射擊。
SAR-21機匣由高強度聚合物和超聲波焊接上的CNC鋼架共同構成，作大部分解時主要由三個部分構成：槍管組包括槍管、導氣裝置、前托和瞄具；上機匣組包括手槍形握把和彈匣座；下機匣組包括槍托底板和擊發機構。這三個部分通過銷子固定在一起，分解時不需要專門工具。
SAR-21的槍管系冷錘而成，考慮到用戶需求的不同，能分別發射M193或SS109的彈藥。
導氣系統改進自卡拉什尼科夫系統，長行程活塞與槍機框剛性連接。氣體調節器可以用硬幣、螺絲刀或其他較薄的物件來調節，而且外表有滾花，沒有輔助工具時也可以直接用手旋轉。活塞桿的後半部分為空心，復進簧的前面一部分伸進活塞桿內。M16式的迴轉式槍機有7個閉鎖凸耳，進入槍管節套閉鎖。槍機組的後坐行程比較長，後坐力相當低，全自動射擊時比較平穩。
拉機柄位於活塞桿的上方、瞄準鏡/提把的下面，不使用時可以折疊，當槍射擊時拉機柄不隨槍機運動。保險開關位於扳機護圈前方，類似FN MAG或Styer AUG的橫閂按鈕式。SAR-21可提供半自動和全自動兩種射擊模式。
SAR-21採用專利的30發彈匣供彈，彈匣由半透明材料製成，便於射手判斷存彈量。彈匣為直插式，彈匣卡筍在彈匣座的後面。SAR-21有空倉挂機功能。
標準型的瞄準裝置是一個整體式的1.5倍望遠式瞄準鏡，在瞄準鏡頂部有應急用的後備機械瞄具。瞄準鏡在工廠裡歸零，在部隊裡一般不需要再作調節，這是為了最大限度地減少訓練時間。另外在槍管下方還有內置的激光瞄準裝置（LAD），由一節AA電池供電。該LAD有5種工作模式，可選擇高功率或低功率的可見激光束或紅外激光，也可以選擇點亮模式或長亮模式。LAD開關在前託的左側，當射手持槍時的左手拇指可以自然觸碰。
瞄準鏡分劃
瞄準鏡及下面的拉機柄，此圖中的拉機柄轉向了90度，處於使用狀態
槍管下方的LAD
這種金屬彈匣可能是早期的試驗型
透明的塑料彈匣
早期試驗過的使用4179標準彈匣的SAR-21
SAR-21還有一個特點，就是專門針對炸膛意外所作的兩項安全措施。一是在貼腮部位裝有一塊模鍛的合金鋼板，萬一炸膛時可以保護射手的臉部。二是在槍管節套上開了一個洩氣孔，當發射炸膛時能洩出部分火藥燃氣，從而減少炸膛的威力。其實炸膛率與彈的可靠性有關，與有託或無托結構無關，而且萬一發生炸膛時，有托槍不見得一定比無托槍安全（例如56衝曾經發生過炸膛後擊針飛入射手腦中的例子）。這樣的設計，更大的作用是提供心理安慰，減少士兵對於無托步槍的排斥心理。
SAR-21系列還有以下的型號：
SAR-21標準型
SAR-21 GL——在前托下面安裝40mm下掛式榴彈發射器，如美製M203或新加坡製造的CIS 40GL，因此而取消了LAD。
SAR-21輕機槍型——開膛待擊，長513mm的重型槍管，有整體式折疊兩腳架和前握把。
SAR-21 Sharpshooter ——神槍手型與標準型基本相同，但所配的瞄準鏡為3倍，而不是標準的1.5倍，而且瞄準鏡分劃在夜間可以照亮。
SAR-21 P ——把整體瞄準鏡改換皮卡汀尼導軌，拉機柄移至武器左側，也可換成右側。
SAR-21 MMS —— MMS是“模塊化安裝系統（Modular Mounting System）”的縮寫，這個型號剛推出時曾被稱為SAR-21 RIS。是把 整體式瞄準鏡和帶LAD的前托都換成皮卡汀尼導軌，便於安裝不同類型的瞄準裝置及前握把、戰術燈等不同附件。拉機柄也移至武器左側。
SAR-21 LWC —— LWC是“輕型卡賓槍（Light Weight Carbine）”的意思，初次展出是在2006年亞洲航空展同時舉行的亞洲防務展上。該型號配有較超的槍管、前托和一個全息瞄準鏡，也可以安裝皮卡汀尼導軌。
SAR-21A ——在2010年新加坡航空展上展出的新型號，最大的改變是左右手都能直接射擊，頂部有全長的皮卡汀尼導軌。
測試中的SAR-21
SAR-21並未全部替換M16S1，該槍仍有部分在裝備
SAR-21標準型
下掛M203的SAR-21
下掛CIS 40GL的SAR-21
SAR-21神槍手型
SAR-21輕機槍
SAR-21 P
SAR-21 MMS
