Hlavním rozlišovacím znakem zbraně je předpaží, které má kruhový průřez, zvláštní žebrávání, umožňující její lepší uchopení a umožňuje jednodušší nasazení granátometu M203. Uvnitř předpaží je ukryt hliníkový plášť, který při rychlé střelbě zlepšuje chlazení.
Hlaveň je vyrobena z materiálu, který zlepšuje přesnost střelby a je zakončena zařízením, které tlumí výšleh a snižuje tak víření prachu při střelbě vleže a zároveň omezuje zdvih hlavně. Vylepšeno bylo i pouzdro závěru, které zabraňuje tomu, aby použité nábojnice byly vyhazovány do tváře střelce a je opatřena novými, seřiditelnými mířidly.
Nová, vylepšená verze M16A2 se vyrábí celkem ve čtyřech variantách, které se liší v jednotlivých přídavných zařízeních, možností střílet dávkami nebo jednotlivými ranami a různou přesností při střelbě na pevné nebo pohybující se cíle.
Model 715 má opět možnost volby mezi dávkami a jednotlivými ranami, zatímco model 719 má možnost nastavení i pouze krátkých, tříhranných dávek.
Zkrácená a také lehčí verze pušky M16A2 se vyznačuje vylepšenou hlavní a výsuvnou pažbou. Tyto vlastnosti umožňují podstatné zkrácení zbraně při plném zachování jejího výkonu. Zbraň se vyskytuje hlavně ve výzbroji příslušníků výsadkových vojsk nebo jednotek speciálního určení kvůli snadné manipulaci a možnosti ukrytí zbraně pod oděv.
Karabina M4 umožňuje snadné přepojení granátometu M203 a nasazení puškových granátů. Střílet z ní lze jak jednotlivými ranami nebo dávkami.
Další variantou je karabina M4A1, která je určena především pro jednotky speciálního určení. Používá se v americké armádě a lze na ni místo granátometu M203 připojit také brokovnici ráže 12 nebo laserový značkovač. Takto upravená zbraň se používá především v zastavěných aglomeracích a také všude tam, kde se střílí na krátkou vzdálenost.
Nejlehčí a nejkratší puškou z řady M16 je M16A2 Commando model 733/735. Délka její hlavně je jen 290mm. Vyrábí se ve dvou verzích, u modelu 733 lze střílet buď jednotlivými ranami nebo dávkami a u modelu 735 ranami nebo třírannými dávkami.
Automatické palné zbraně řady M16 se neustále vyvíjejí a zdokonalují. Na jejich konstrukci pracuje firma Colt, která v současnosti připravuje verzi M16A3. Její hlavní vylepšení by mělo spočívat ve snadnější demontáži zadních mířidel a v doplnění vylepšenými zaměřovači pro denní i noční vidění a také novými optickými vlastnostmi, která si vynutilo stále častější používání obličejových masek a protichemických oděvů. Výbava zbraně bude také obsahovat prvky, které chrání před laserovými paprsky.
Základní vzor zbraně M16 se stal výchozím bodem pro další vylepšování a výrobu nových verzí. Tento typ dlouhé palné zbraně byl postupně zaveden do výzbroje asi v padesáti zemích celého světa.
