M16是美國軍方給由阿瑪萊特AR-15發展而來的步槍家族所指定的代號。它是一枝突擊步槍，使用北約標準的5.56毫米口徑彈藥。M16曾經是自1967年以來美國陸軍使用的主要步兵輕武器，也被北約15個國家使用，更是同口徑槍械中生產得最多的一個型號。
M16是一支輕巧的5.56毫米風冷氣動彈匣供彈步槍，具有通過導氣管由高壓氣體直接推動機框操作啟動的轉動式槍機。它由鋼，鋁以及複合塑料製成。
M16主要分為三代。第一代是M16和M16A1，於1960年代裝備，使用美軍M193／M196子彈，能夠以半自動或全自動模式射擊。第二代是M16A2，在1980年代開始裝備給軍隊，發射比利時SS109子彈（北約5.56毫米口徑標準彈藥，美軍制式M855／M856子彈）。M16A2可以半自動射擊，也可以以最多3發連發的點射射擊方式來射擊。射擊模式是由槍枝一側的選擇開關決定的。最後，M16A4成為21世紀初美伊戰爭中美國海軍陸戰隊的標準裝備，也越來越多的取代了之前的M16A2。在美國軍隊中，M16A4與M4卡賓槍的結合使用仍在逐步取代現有的M16A2。M16A4具有配備護木的四個皮可汀尼滑軌，可以使用光學瞄準鏡，夜視鏡，雷射瞄準器，前握把或戰術手電筒。
M16步槍
M16A1
在1964年2月8日，美國空軍把XM16正式命名為“美國5.56mm口徑M16步槍” （United States Rifle, Caliber 5.56mm, M16）。由於AR-15的拉機柄只有拉動槍機功能，不能助推，而槍機比較輕，慣性小，一旦因為某種原因使槍機不能複進到位，槍機就無法閉鎖，出於對這個問題的擔憂，陸軍採用的試驗型就在M16上增加了槍機輔助閉鎖裝置（槍機到位助推器，或稱呼為“輔助推機柄”），並命名為XM16E1。所以XM16E1與M16的區別在於其機匣右側有沒有一個活塞狀的輔助推機柄，而且M16的機框表面光滑，而XM16E1的機框右側表面加工有多道凹齒，以便與輔助推機柄作用，萬一槍機沒有復進到位，可用手按壓這個輔助推機柄，把槍機向前推到位。
其實在當時，柯爾特、空軍、海軍陸戰隊和尤金·斯通納認為沒必要步槍上增加這個使採購單價增加4.5美元的複雜裝置，而且也認為這個裝置沒有實際好處。
無論這個受到爭議的“輔助推機柄”裝置是否有效，三年後陸軍還是在1967年2月28日訂購了有這個裝置的840,000支的XM16E1（另一些資料指柯爾特在1966年6月16日獲得這份價值約91,700,000美元的合同），並正式命名為“美國5.56mm口徑M16A1步槍（United States Rifle, Caliber 5.56mm, M16A1） ” （另一些資料說M16A1是在1967年2月23日正式命名）。但是在1965年至1967年期間，XM16E1在越南的戰鬥中暴露出許多問題來。
AR-15（Colt Model601
空軍型Model602
陸軍型M16A1（Model603）
空軍型M16（Model604）
博物館裡的601型
使用601型的士兵
從602型開始，在彈匣解脫鈕周圍有防止誤操作的凸起，而XM16E1又在機匣右側增加了輔助推機柄
現存的XM16E1樣槍及早期的試驗型弧形彈匣
在沒有30發彈匣之前，有些人是DIY較大容量的彈匣的
也有些人是採用反綁並聯彈匣的方式
對於AR-15能成為M16，以前在越南初期的問題頻生，M14都可謂“功不可沒”，事情還要從1950年代說起。在北約進行“彈藥通用化”即要在北約內統一槍彈口徑時，美國認為T65式7.62×51mm槍彈射程遠、穿透力強，堅決反對任何降低威力的小口徑彈藥，美國憑盟主地位施加強硬影響，使北約在1953年正式決定T65彈為北約制式彈，美軍的製式步槍也選定了春田T44，並定型為M14。
M14剛剛裝備部隊便立即在越南戰場投入使用，在越南的叢林山區中，M14的缺點暴露無遺。M14全長1120mm，帶實彈匣時全重4.54kg，由於7.62mm槍彈威力大，在全自動射擊時後坐力非常大，射手不容易控制，射擊精度很差。最不能忍受的是在越南戰場上配發的M14都安裝了快慢機鎖，士 兵只能半自動射擊，在AK47強大火力的壓制下，使用M14的美軍士兵苦不堪言。此外由於步槍和彈藥都太重，通常在巡邏任務中的單兵攜帶的彈藥量不超過100發子彈。
其實M14也並非是一支一無是處的槍，它只是一支在錯誤的時間、錯誤的地點、被錯誤使用的槍。假如1960、70年代的美軍並不是在潮濕陰暗的越南叢林裡面，而是在開闊的中東沙漠打仗的話，那麼現在美國大兵手上的武器估計仍然會是中、遠程威力和精度俱佳的M14。但偏偏美國就是要干涉越南事務，而不是中東，因此，在越南戰場上的美軍迫切地需要一種比M14更適合叢林環境的步槍。
M16取代M14並非一夜之間的事，這幅1965年越戰美軍的形像畫就說明M14仍在廣泛使用
1969年的越戰美軍形像畫，手上的是M16A1
XM16E1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（Ia Drang）的戰鬥，而且表現得相當好。哈羅德· G ·摩爾（Harold G . 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”。（題外話：哈羅德·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年被拍攝成同名電影，由梅爾·吉勃遜主演。）
1965年11月越南德浪河谷戰鬥中使用XM16E1的美軍士兵照片，由蓋洛威拍攝，此照片還作為《我們曾經是年輕的士兵》的封面
但當XM16E1配發的數量在逐漸增加的時候，其名聲都也在逐漸變得更壞，從1966年秋天開始，越南戰場上頻頻傳出M16出現故障的消息，許多關於戰鬥失利的報告都提到該槍的問題。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。在我們營裡失去了接近1400人，有半數的人能回來。我們連里失去了250人，有107人回來。我們排裡失去了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。我希望我的伙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（Catherine Leroy）拍攝的這些照片在巴黎《競賽》雜誌 上公開，消息傳到國內，一片嘩然，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備和適合的潤滑物，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，加上緩衝裝置重量很輕，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磨擦力，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。
斯通納本人對於改用發射藥一直存有遺憾，據說他曾與眾議員弗郎克維有過一段對話。當時斯通納正在翻看改變發射藥後的M16步槍技術數據：
弗郎克維：您的意見如何？
斯通納：我建議還是不改為好。
弗郎克維：陸軍已經決定這樣辦了。
斯通納：既然已經決定還徵求意見乾什麼？
弗郎克維：我想如果您能同意，我會感到舒服些。
斯通納：好，那就讓我們兩人都不舒服吧！
除上述原因外，裝備M16的部隊缺乏必要的訓練和指導以及缺少維護裝備也導致M16在戰鬥中出現了很多戲劇性的故障。斯通納系統的優點是槍機和機框形成的“活塞”在槍膛軸線上運動，這樣槍機組在運動過程中質心變化小，不會對精度造成不利的影響，而且沒有獨立的活塞也使得結構簡單和減少活動部件。但該系統的缺點是火藥氣體直接進入槍機組，很容易在槍機組內積碳，因此，M16需要經常清潔和潤滑以確保其可靠運作。使事情變得更糟的是，軍隊被告知這種太空時代的武器不必清理，因此沒有配備相應的維護裝備。如果仍然用最初的IMR發射藥這倒可能是真的，但偏偏現在使用了比較“髒”的球形藥。結果，M16經常在戰場上卡殼。
但不管是什麼原因，現在對於M16的爭辯再一次風起雲湧，斯通納的最新設計斯通納63武器族被送去越南試驗，而SPIW的鋼矛試驗武器計劃被重啟。幸運的是，這一次對待M16的問題卻表現得比對待M14要冷靜得多。針對M16在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查德·伊薩霍特（Richard Ichord）。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，其在應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，抽殼困難的現像也得到了解決。柯爾特公司也對M16本身進行了改進，例如重新設計緩衝器（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 ”的龐大訓練計劃，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。
也許對M16A1的最重要的變化是彈膛鍍鉻，後來乾脆槍膛完全鍍鉻。這項改進其實早在最初的“齊射”計劃時已經提出過，但由於不划算而被放棄。當時還沒有可靠的方法去給直徑小的.224槍管鍍鉻。鍍鉻的真正價值在於防止彈膛腐蝕，當彈膛內由於鏽斑、沙、污垢、或機械加工痕跡會增加摩擦係數，粗糙的彈膛加上約翰遜/斯通納式槍機缺少預抽殼動作、以及5.56 mm彈的彈殼錐度過小，許多士兵發現經常在打了第一發彈後就會粘膛。而槍膛鍍鉻後則不容易生鏽，而且也減少了摩擦，彈膛內殘留的污垢很容易隨著擠壓動作與彈殼一起拋出。
在操作性能和生產問題上所作的努力，使得M16/M16A1的可靠性問題迅速減少，雖然名聲還是很差。但M16開始在實戰中證明它的可靠性能夠達到使用要求。在1967年8-9月期間，有關調查人員再次在越南戰場上調查士兵對M16的意見，調查小組會見了超過2 ,1 00名士兵，只有38人表示換掉他們的M16步槍，但其中的35人表示想要的只是XM177型——這是M16的縮短型。
M16A1 使用手冊第6頁中關於清潔附品及新槍託的說明
M16A1的附件中包括有一個兩用途兩腳架，除作為腳架外還可作為鋼絲剪用
M16和XM16E1的三叉形消焰器（上）與M16A1的鳥籠形消焰器（下），在實際使用中發現開叉的設計太容易進入異物或卡住細枝和樹葉，不適合叢林環境。
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。直到1966年，柯爾特公司都是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槍族的專利、特許生產權和TDP（Technical Data Packages，包括生產圖紙、工藝文件在內的詳細技術資料），這樣他們就可以指定其他承包商來生產更多的步槍，使部隊能更快地獲得大量新武器。由於擔心飯碗被搶走，柯爾特公司的員工馬上展開了持續兩個月的罷工來反對這項決定，不過美國陸軍最終還是增加了兩個生產M16的承包商。在1968年4月，通用汽車公司的Hydramatic分部（Hydramatic Division of General Motors Corporation）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，由於過去的年代美國國內媒體在評論外國武器時有貶美褒外的習慣，因此這種情況常常被誇大地描寫，使人感覺到M16系列十分不可靠。然而事實上美國士兵仍掉M16步槍雖然確是存在的事實，但卻遠不如人們所想像的普遍。在哈羅德· G ·摩爾的《我們曾經是年輕的士兵》中多次提到戰鬥中M16出現故障時的解決的方法往往是一些人使用傷員或陣亡人員的步槍繼續戰鬥，而另一些人則蹲在散兵坑底排除故障。因為在戰鬥，除非自己的武器確實無法使用又沒有後備武器，否則一般人都不會冒險在火線下撿敵人的武器使用，那通常是在戰鬥結束後打掃戰場時才悠哉游哉地干的事情，此外使用不同型武器還涉及到訓練水平的有效發揮和配用彈藥供應等問題。
經過改進的M16A1不但提高了可靠性，也在生產質量上嚴格把關。例如每一批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6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。使用繳獲武器的情況的確存在，但反過來，同樣有不少越南人使用繳獲的M16系列。一方面他們懼怕M16的殺傷力，他們經常談論“小黑槍與小彈能打大孔”，另一方面，他們使用能找到的任何武器，包括M16。
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。M16開始走向世界，並在世界各國軍隊在掀起的一股小口徑步槍熱潮。有意思的是，北越軍隊徹底擊敗南越軍隊後，從南越軍隊手上繳獲了約一百萬支M16A1。越南在1970年代至1980年代期間把這些捕獲的M16A1銷售到其他地方，大部分是賣到中美洲，比如薩爾瓦多的左派游擊隊馬蒂民族解放陣線黨（FMLN）手中就有不少。
一名在河邊巡邏的女越共，她手上的M16A1自然是從美軍手上繳獲的
一個使用AK47的海豹隊員，他身上綁著中國大陸生產的56式裝具，因為M16的彈匣袋是放不下AK彈匣的
並非所有的偽裝偵察都使用AK，例如這隊打扮成越共模樣但使用M16的美軍
在黛米· 摩爾主演的電影《G . I . Jane 》中海豹隊員在M16 的槍口上套上避孕套的情節並非虛構，據說M16 的說明書上說明槍管進水後不能立即射擊，不過我並沒有在美國陸軍或海軍陸戰隊的野戰手冊和技術手冊中發現這一條（也可能是我的英文不佳，沒能仔細看完這4本合共幾千紙，如果有知道的人請告訴我） 。事實上美軍往槍口上套避孕套是個老傳統。其實避孕套最主要的作用並不是防水，而是防止槍膛內進入異物，如果有沙子碎石堵塞在槍膛內，即使可靠有如AK這樣的名器也可能發生膛炸。有一些武器生產商為槍械配套生產塑料製的槍口帽，非常薄和軟，萬一射擊前忘記摘下來也不會發生意外，例如奧地利的AUG，這些簡單的塑料槍口帽經常會被弄掉，但也不會有人心痛，而且很容易找到替代品。俄國兵就在AK-74的槍口上套上用過的信號彈紙殼筒。M16雖然可靠性不佳，但也並非差得讓人難以接受。儘管曾被預言M16在沙漠環境中使用將會產生很多問題，但M16槍族在1991年波斯灣戰爭中的表現還是相當可靠和受士兵信賴的。
當美國深陷越戰泥潭時，還出現了幾個M16的衍生型，除了CAR-15系列和XM177系列外，還包括兩種短命的輕型狙擊步槍。一種是柯爾特655型，或稱為M16A1特種高輪廓型（M16A1 Special High Profile），是在標準的A1式提把上增加瞄準鏡座，並採用重型槍管。另一種是柯爾特656型，又稱為M16A1特種低輪廓型（M16A1 Special Low Profile），該型號沒有提把，代之以一個可調整風偏的機械瞄具和瞄準鏡座，這是現在的M16/M4平頂型機匣的先驅，該型號同樣採用有護圈的準星在重型槍管。這兩種步槍都採用Leatherwood/Realist的3 ~ 9 倍ART瞄準鏡。其中一些型號配備有消聲器，但這些步槍都不是標準化。
Mk . 4 Mod0是在越南戰爭期間為美國海豹突擊隊生產的M16A1的另一種鮮為人知的變型槍，並且在1970年4月獲得採用。它與標準M16A1的主要區別在於為海上使用而提高了防腐處理，並預裝有一個消聲器。大部分部件被塗上一層Kal-Guard潤滑油，有一個直徑1/4英寸的小孔經過槍托和緩衝管用作排水，通過一個O型環增強了緩衝組件的固定方式。據說該型號可以在200英尺（約60m）水深攜帶而不會損壞。最初使用的Mk . 2 Mod 0 “槍口衝擊抑制器” （Blast Suppressor）以美國陸軍人體工程實驗室（Human Engineering Lab，簡稱HEL）的M4式消聲器為基礎。如果使用HEL M4消聲器，會導致導氣管的氣體能量降低，因此需要改進機框的設計，同時要在拉機柄上增加了一個氣體偏流裝置，以免射擊時從拉機柄處溢出的火藥氣體打到射手身上（AR/M16式步槍都有這個缺點，如果安裝消聲器，最好是換一個有擋氣功能的加大拉機柄）。結果經此改進的槍在裝上HEL M4消聲器時能夠正常地半自動或全自動射擊，但如果拆卸了HEL M4消聲器則每次單發射擊後都必須用手裝填。而Mk . 2 Mod 0消聲器雖然是作為Mk . 4 Mod0步槍的一個整體部件，但已經經過改進，即使拆卸了消聲器步槍仍然可以正常動作，Mk . 2 Mod 0消聲器還能迅速排水，而且不需要專門改進機框或拉機柄。在1970年代後期，Mk . 2 Mod 0消聲器被騎士軍備公司（Knight's Armament Company，簡稱KAC）生產的Mk . 2消聲器代替，KAC消聲器可以完全浸水，而且裡面的水在8秒內將會排幹，M16A1連發射擊也不會降低消聲效果。而美國陸軍則以結構更簡單的SIONICS MAW-A1消聲/消焰器（Studies in Operational Negation of Insurgency and Counter-Subversion）來代替HEL M4。
柯爾特655型
柯爾特656型
在越戰中的照片，可能是平頂機匣的656型
同樣是越戰中的平頂機匣M16，但安裝的瞄準鏡是M84
平頂機匣（上）或有提把的型號都可以安裝AN/PVS-2夜視瞄準鏡
HEL M4消聲器的外形和結構
越戰中，安裝HEL M4消聲器的 M16
KAC生產的Mk2消聲器，後部有排水孔，也許上圖就是Mk4 MOD0的造型
海豹博物館裡陳列的消聲型M16，左邊是KAC Mk2消聲器，右邊可能是改裝過的HEL M4消聲器
安裝SIONICS消聲器的Model 656
安裝了外長細長的SIONICS消聲器的M16A1
越戰時已經裝備了Barska 4x20瞄準鏡
這是民用型AR-15的部件，是為了讓民用槍不能改裝成全自動
美國在1970年要求其他北約國家仿照美軍的做法把M16/M16A1定為北約的標準配備，英國人對此非常惱火，在差不多20年前美國軍械署強制要求北約把7.62mm T65彈作為北約標準彈時就說過英國人的.280彈能力不足，而現在他們被告之還是需要這樣一種口徑的武器的，而且還要採用這種更小更輕的彈作為北約標準化。
但無論如何，大家都看到M16在越南戰場上的表現，於是經過試驗，北約組織在1980年選定了比利時的SS109彈作為新的北約標準彈。為此，美軍必須設計新的步槍以適應這種比較重的新彈頭，同時，美國海軍陸戰隊正根據M16A1在部隊使用的十幾年來的意見也對M16著手改進並試驗，最後在1982年定型了新的M16A2， 1985年陸軍承認了海軍陸戰隊的改進成果，並開始裝備M16A2。
不過曾經率先裝備M16的美國空軍這次卻反而顯得很吝嗇，沒有換裝M16A2，而一直在使用舊的M16，甚至當這些步槍的槍管也到了使用壽命時，美國空軍考慮的也只是翻新舊步槍而不是購買新槍。在1995年，空軍開始陸續把他們所有的88,000支M16和GAU-5送去科羅拉多一家名為CAPCO的公司更換新配件，轉換的形式主要是更換了纏距為1/7的M16A2式槍管以發射M885彈。M16的機匣設計是不受力的，因此其使用壽命特點長，只要更換槍管、槍機及其他破損部件就仍然能夠正常使用。
而斯通納本人一直對M16A1情有獨鍾，所以對於M16A2的改進一直耿耿於懷。他曾經說過，改進前和改進過程中，從來沒有徵求過他的意見，改完後才讓他看；他還形容M16A2除了護木以外，其它改動沒有任何價值。他已經忘記了M16A1的起家正是基於使用部隊的呼聲。
