M16A2所作的改动更加多。除了新的膛线之外，护木前的枪管被加粗，增加枪管的抗弯曲性能，减缓了连续射击时的过热，提高单发精度。

在1980年比利时的SS109弹被选定为第二种北约标准弹。但要让SS109的性能得到完全的表现，枪管必须使用1/7的膛线缠距，原有的1/12缠距会由于没有足够的稳定性而使它的有效射程降低到90米。其实SS109弹头的最佳缠距应该是1/9，之所以采用1/7是为了让较长的L110曳光弹（SS109同型曳光弹）也有足够的稳定性。这种曳光弹的有效射程比现有的M196曳光弹（M193同型曳光弹）超出450米，可达800米外。所以当美国陆军选定了比利时弹作为新的制式弹后，就必需装备新步枪。同时，美国海军陆战队正根据M16A1在部队使用的十几年来的意见也对M16着手改进并试验。

觇孔直径改为5mm，一个新的可调节照门也被加上，可以使得照门因不同的射程，从300到800米调节，以及可以调整风偏，这可以充分利用新的SS109弹药的弹道特性。消焰器再一次被修改，这一次是将消焰器底部两个向下的开孔封闭，使其在俯卧射击时不会扬起灰尘或者雪花。护木截面从原本的三角形形状改成了有散热肋条可以起防滑作用的圆形，使其更适合小手掌的抓握。新的护木由原来的左右两半式也变成了上下两半对称型的，从而使得库存的备件不必单独区分左护木和右护木。后枪托被设计得更长和更结实，据说比原先的设计结实10倍，因为其改进的塑胶材料和设计。更重的弹头具有减少的初速，从早期型号的3,200码每秒(975米每秒)到A2的大概2,900码每秒(875米每秒)。一个特别的弹壳偏向装置被装在上机匣内朝向抛壳口的后方来防止退出的弹壳打到左撇子的使用者。

枪机也被重新设计，将原本的全自动模式改成了3发点射模式。训练不足的部队在使用全自动武器的时候，掌握不到控制连发射击的技巧，经常按下扳机不放，而造成散射。美国陆军得出结论：3发点射能够在节省弹药，准确度和火力密度之间提供一个最好的平衡。但是，在M16A2的点射机构有设计缺陷：扳机组件在扳机被释放之后不会自动复位。举例来说，当一个士兵在点射时第二发和第三发之间就已经松开了扳机，那么下一次他再扣动扳机的时候只能射出一发子弹。即使在半自动模式中，扳机组件的机制也会影响武器的使用。每一发子弹被射出之后，扳机组件都会在点射模式的3级之间位置不同。在这些级数之间每一次扣动扳机力度都不太一样，会影响精确度，虽然对于大多数射手来说都不明显。

总的来说，M16A2的新特性给原本的M16增加了重量和复杂度，而且取消了全自动模式。当新的型号被认为更精确的时候，更重的子弹也带来了更弯曲的弹道曲线，从而使得距离估量的准确性要求更加高。舆论也指出觇孔的设计不理想，小觇孔不容易找准星，而大觇孔又降低了瞄准的准确性。更糟糕的是，照门的形状不是被造在同一平面上。或者说，当照门因不同的射程调整的时候，弹着点将会发生改变。照门的距离调整功能在战斗中很少被使用，因为士兵通常都会将它调到最低距离，也就是300米。但不管这些舆论的批评，不论是为了满足北约标准化的SS109(M855)还是为了替换军械库中越战时代的武器，这种新的武器还是需要装备的。

海军陆战队改进的M16A1命名为M16A1E1，1981年夏季期间，M16A1E1进行了非常彻底的测试，并且在1982年9月定型为M16A2，同时把美国生产的SS109定型为M855，把L110定型为M856。但直到一年后，即1983年11月20日它才正式地被海军陆战队采用。美国陆军在1985年采用了M16A2。

1986年，美国陆军部宣布在8年内（1986~1994）采购2000万支M16A2步枪进行全面换装。本来，柯尔特公司也参与了M16A2的改进计划的，但在1988年陆军招标购买267,000支M16A2的时候，柯尔特公司却因为报价比FNMI（比利时FN公司在北美开设的制造厂）高出50美元，而失去美国陆军订购M16A2的生产合同，结果美军装备的M16A2枪身上被打上了FNMI的标志。直到1990年初，柯尔特脱离其总公司而独立，才终于夺到了12,000支M16A2的订货合同。

M16A2只具备半自动和3发点射功能，某些美国陆军高级军官主张，3发一组地射击是在节省弹药、提高命中率和增强火力之间一个最合适（不如说是妥协）的解决之道。据说英国专家也特别赞赏这种发射方式，他们认为许多训练不足的士兵掌握不到控制连发射击的技巧，而“可控的3发点射可以得到较高的命中率，这比一下子向敌方喷洒10至15发子弹要好。”

但美国一些军事专家和技术专家激烈反对。因为这种设计思想从根本上动摇了突击步枪的宗旨。突击步枪在战术使用上的主要意图是借助突然和猛烈的火力阻止、压制、歼灭或震慑敌人。所以M16A2定型后又推出有一些有全自动发射功能的改型，不过这些全自动的M16A2只用于出口，美国陆军和海军陆战队装备的只是三发点射的美国政府标准型（Model 645）。

在这件事上，斯通纳本人也是激烈地反对M16A2的初始型号，他并不反对3发点射机构，但反对用3发点射代替全自动射击，因为这完全背离了他当初设计M16的初衷。早在20世纪60年代，美国有相当一部分军人倾向于步枪的半自动射击方式，理由是全自动射击白白浪费弹药，当时斯通纳据理力争。不少专家发现在二战当中，大约有4/5的M1伽兰德步枪手在战斗中不扣扳机，距BAR步枪越近的士兵越是呆看BAR连续射击的壮观场面，因此士兵得出“半自动在实战中无用”论。斯通纳认为半自动步枪即使在一名训练有素的士兵手中也难以发挥威力，原因有以下几点：①选择目标时犹豫不决；②敌人一反击就停射；③邻兵伤亡时分散精力；④扣一发响一发，由于紧张甚至恐惧弹头射出去不是偏高就是偏低。具有全自动射击方式的步枪则完全是另一回事。士兵握住着BAR这样的枪会感觉到他已经控制着一个区域，只要敌人在这个区域，就hose it down（用子弹橡皮水管浇它——形容全自动射击的美军俚语）。

还有些批评家指出觇孔的设计不理想，小孔太小而不容易找到准星，而大孔太大又降低了瞄准的准确性。而照门的射程调整也显得多余，很少在战斗被士兵使用，一般只设定在300米距离上。但不管有多少批评，由于美军必须遵从SS109（M855）的北约标准化，而越战时期使用的武器现都已经到了不得不换的时候，所以始终还是需要装备这种新步枪。

口径：5.56×45mm SS109/M855

采用日期：1983年11月20日

全枪长：39.37″（1000 mm）

枪管长：20″（510 mm）

膛线：6条，右旋，缠距：178mm

空枪重(带空弹匣)：3.77 kg（8.30 lbs.）

理论射速：700~900 RPM

有效射程：600m

初速：945 m/s（3100FPS）

枪口动能：1765J

弹匣容量：20 / 30 rds

瞄准基线长：501 mm

1957年，美军装备7.62毫米口径M14自动步枪之后，就正式提出设计新枪。当时有两家美国公司竞争研制步枪，其中之一是阿玛莱特公司。该公司将其设计的7.62毫米口径AR-10自动步枪改进为发射5.56毫米枪弹的AR-15自动步枪。1957年阿玛莱特公司的设计方案中标。在阿伯丁试验场试验取得满意结果后，又根据寒冷地区试验结果对AR-15步枪作了一些改进，如枪管加强，允许枪膛带水射击，扳机护圈加大，戴连指手套可以射击等。1959年12月AR-15生产权卖给了柯尔特轻武器公司。经过一番周折之后，1962年，美国空军首先采购8500支AR-15式步枪装备机场警卫部队并将其命名为M16式步枪。陆军于1964年正式装备该枪。

M16式步枪在越南战场上暴露了不少问题，最主要的是弹膛污秽现象严重，卡壳故障率高。针对战场上出现的问题，阿玛利特公司对该枪进行了改进，改进后命名为M16A1步枪，1967年定型，1969年起大量装备美军。M16逐渐成为了成熟而可靠的武器系统。

1977~1980年北约小口径步枪选型试验后，确定比利时的SS109式5.56毫米口径枪弹为北约制式口径枪弹，而M16A1式步枪只能使用美国的M193式5.56毫米口径枪弹，从而存在近距离杀伤威力太大，远距离杀伤威力不足的问题。为了统一到北约口径，并进一步提高步枪的作战性能，柯尔特制造公司又对M16A1式步枪进行了改进。1982年美国海军陆战队首先采购了20万支改进后的M16A1式步枪装备部队，并命名为M16A2式步枪。1984年3月美国陆军也正式宣布采用M16A2式步枪。

M16系列步枪除装备美国武装部队外，还装备澳大利亚、智利、多米尼加、海地、意大利、约旦、日本、印度尼西亚、韩国、墨西哥、尼加拉瓜、巴拿马、菲律宾、马来西亚、新加坡、新西兰、黎巴嫩、斯里兰卡、越南、中国台湾等55个国家和地区。

M16系列步枪的特点是口径小、质量小、射击精度高、持续作战能力强，在步枪通常射程（400米）内杀伤效果好，广泛采用铝合金和塑料等轻型材料和先进的加工制造工艺。M16的许多重要零部件用铝合金制成，机匣是由铝合金制成的，枪管，枪栓和机框是钢制的，护木，握把，以及固定式三角形直枪托都是工程塑料制成的。

M16式步枪采用导气管式工作原理。该枪与普通导气式步枪不同，没有活塞组件和气体调节器，而采用导气管。枪弹被击发后，火药气体经导气孔高速进入导气管，并直接进入机框与枪机之间的气室。枪机上的密封圈阻止气室内的火药气体前进，因此急剧膨胀的气体便推动机框向后运动。机框走完了自由行程，其上的开锁螺旋面与枪机闭锁导柱相互作用，使枪机右旋开锁，而后机框带动枪机一起继续向后运动。

M16系列步枪采用机械瞄准具，准星装在直立式三角形准星座上，表尺装在框形提把中。

M16/M16A1式步枪采用柱形准星、L形表尺和觇孔照门，表尺分划为0~300米和300~500米。

M16A2式步枪采用柱形准星和双觇孔照门表尺，大孔用于200米以内的近距离射击，小孔用于远距离射击。提把上还可安装光学瞄准镜。

M16/M16A1式步枪使用M193式、M777式5.56毫米普通枪弹，M196式、M778式5.56毫米曳光弹，M199式5.56毫米教练弹和M100式5.56毫米空包弹。M16A2式步枪使用SS109式5.56毫米枪弹（即北约制式枪弹），也可使用M193式5.56毫米和其他5.56毫米枪弹。

战地2中美国海军陆战队的M16A2系列枪支

突击兵的M16A2，突击兵的M16A2加了枪榴弹，用于攻击多个目标，3发点射，可以切换单发点射，近距离火力明显不足，适合中距离用，精度高。

医疗兵的M16A2，用于自卫的武器，适合中距离作战，近距离火力弱，3发点射，可切换快慢机单发。