
M16 khá nhẹ (3–4 kg) do có các phần làm bằng thép, hợp kim, nhôm và nhựa cứng (sợi thủy tinh hoặc polymer), sử dụng kỹ thuật giảm nhiệt bằng hơi, tác động lên cò bằng khí ép [2], đạn nạp từ băng tiếp đạn với cơ cấu khóa nòng xoay [3].
Có ba loại khác nhau trong qua trình sản xuất súng M16. Loại đầu tiên: M16 và M16A1, sử dụng trong thập niên 1960, bắn đạn M193/M196 (hoặc.223 Remington), có thể hoàn toàn tự động hay bán tự động, và hai mẫu XM16E1 và M16A1 đồng loạt được sử dụng ở chiến trường Việt Nam. Loại kế là M16A2, thập niên 1980, bắn đạn M855/M856 (do Bỉ sáng chế sử dụng cho trung liên FN Minimi), có khả năng bắn từng viên hay bắn từng loạt 3 viên. Loại sau cùng là M16A4, súng trường tiêu chuẩn củaThủy quân lục chiến Hoa Kỳ trong chiến tranh Iraq. M16A4 và súng trường M4 Carbine dần dần được dùng thay thế M16A2, vốn đã hơi lỗi thời và kém tiện dụng. So với M16A1 và A2, M16A4 và M4/M4A1 có một số cải tiến về hình dáng ngoài: quai xách tháo rời có thể dùng để gắn kính ngắm, dụng cụ chấm mục tiêu bằng tia laser, kính nhìn ban đêm, đèn và súng phóng lựu. Hiện nay quân đội Mỹ đang dần thay thế M16 bằng M4