M16A4自动步枪是M16自动步枪的一种改型。
M16A4作为前线美国陆军和美国海军陆战队的标准装备，它是将枪械与火控系统分别进行模块化来设计的。取消了之前的固定可拆卸携带提把以及金属照门的组合，而是以MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨取代之。这使得枪支可以同时装备可拆卸携带提把或者其他大部分军用和民用的瞄准具或者目视装置。所有美国海军陆战队的M16A4都装配了奈特武器公司的M5 RAS护木，可以附加垂直握把，激光瞄准具，通用战术灯或者其他附件。在美国陆军战地手册里，使用了RAS的M16A4通常被称为M16A4 MWS或模块化武器系统。这个型号沿用了M16A2的三发点射模式。
继美国陆军全面装备M4/M4A1后，美国海军陆战队也宣布全面装备M4/M4A1，以代替原来使用的M16A2。在2002年下半年，经过一番辩论后，美国海军陆战队司令James Jones将军通过《海军陆战队时报》正式宣布，美国海军陆战队经过2年的测试和评比，最终决定放弃全面换装M4而装备M16A4，装备时间从年底开始。但海军陆战队也不打算全面装备M16A4，机械化部队仍然会以M4作为主要武器。
尽管M4/M4A1在步兵战斗的射程内已经有足够的精确，但海军陆战队还是决定选择射程更远的20英寸长枪管的M16A4。来自阿富汗的一些报道似乎说明了海军陆战队的选择：SS109/M885弹在阿富汗战场上表现出缺乏杀伤力，特别是在使用M4卡宾枪发射时。SS109/M885要达到有效杀伤，命中目标时的弹头速度必须在732m/s以上，弹头以这个速度穿过一段距离后开始偏转，偏转时造成较大的创伤。而M4/M4A1的初速较低，创伤效果不理想，致使有些部队采用比较重的商业用比赛弹头，以提高终点弹道性能，更有些部队建议采用新的枪弹，在《美军在阿富汗的步兵装备使用调查报告节选》一文中就有提及到这一点。
M16A4由两家供应商提供，供应陆军的是柯尔特，而供应海军陆战队的是FNMI。M16A4是在M4A1卡宾枪之后大约一年推出，两者结构相似，许多部件通用。在美国陆军野战手册中，M16A4安装RAS有时被称为M16A4 MWS或模块化武器系统。M16A4的瞄准设备包括AN/PEQ-5激光指示器、M68近战光学瞄准镜（CCO）、全息衍射镜（HDS）和AN/PVS-14夜视瞄准系统等。
M16A4
口径 5.56×45mm SS109/M855
全枪长 1000 mm (39.37")
枪管长 510 mm
膛线 6条，右旋，缠距178mm
空枪重(带空弹匣) 3.77kg (8.30 lbs.)
理论射速 700~900 RPM
有效射程 600 m
初速 945 m/s (3100FPS)
枪口动能 1765 J
弹匣容量 20 / 30 rds
瞄准基线长 501 mm
