M1A1艾布拉姆斯（英语：M1A1 Abrams）是M1主战坦克的第一种大规模改良型，最主要的改进是换装一门M-256 120mm坦克炮，此外还有不少细部的改良，并整合了M1IP所有的改良项目。

见词条：M1主战坦克

由于苏联从T-62起，115mm的主炮口径已经超过同时期西方最普遍的105mm坦克炮，而1970年代出现的苏联T-64、72更率先配备125mm滑膛炮，口径为全球之冠；而1982年第五次中东战争中，叙利亚T-72坦克 的复合装甲能有效防护以色列陆军105mm坦克炮多数的攻击，更显得105mm坦克炮很难因应苏联现代化坦克的挑战 （1982第五次中东战争后，美国从以色列获得若干俘获自叙利亚的T-72坦克，测试结果认为105mm APFSDS弹无法击穿正面以ERA装甲强化的T-72），因此美国将坦克炮升级为120mm实为势在必行。

1981年，美国陆军就开始测试换装120mm主炮的M1，于该年初推出14辆换装120mm滑膛炮并加强装甲的M1E1，除了测试火炮的性能外，也评估重量增加后对机动力的影响。美国陆军对M1E1在测试中的表现相当满意，正式决定经过进一步细部改良后就开始量产，并命名为M1A1。M1A1是M1的第一种大规模改良型，最主要的改进是换装一门M-256 120mm坦克炮，此外还有不少细部的改良，并整合了M1IP所有的改良项目。

M1A1的生产从1985年8月，1986年7月开始服役，至1994年停产为止，总共有4796辆装备于美国陆军。此外，美国海军陆战队也订购了221辆M1A1来取代部分M-60A1；这批陆战队用M1A1基本上跟陆军型完全相同，但是配备了涉水套件以满足两栖登陆时的需要，这些包括涉水炮口盖、一具塔式引擎排气管、两具塔式引擎进气管（设于炮塔后端的两侧引擎盖上）等；此外，这批M1A1还拥有陆战队定位回报系统（PLRS）的界面/软件，在车体上也设有多个系缆硬点以配合坦克登陆舰的系缆作业。

90年代之前，M1系列虽未接受战火的洗礼，但凭借着优异的表现，在西方国家中已经声名远播。M1在历年来多次北约的演习中表现优异，射击成绩名列前茅，火力与机动力都让美军非常满意，此外经常在模拟对抗中大破挑战者-1、豹1等对手。加拿大陆军称M1为“低语死神”（Whispering Death），足见M1的燃气涡轮的肃静性的确优异。 在2004年，美国又针对陆军的需求而开发了M1028散弹，专门对付近距离的敌方步兵；此型炮弹于2005年6月正式投入服役。

2022年12月美国国防部表示，美国国务院已经批准向波兰出售116辆通用动力公司制造的M1A1艾布拉姆斯坦克以及60000发M829A4尾翼稳定脱壳穿甲弹，此次交易总值大约37.5亿美元。

2023年中期，美国向乌克兰提供了31辆M1A1主战坦克。

2024年10月，澳大利亚政府宣布，根据一项价值2.45亿美元的军事支持计划，将向乌克兰提供49辆澳大利亚陆军退役的M1A1“艾布拉姆斯”主战坦克。

M1A1最重要的改良就是换装一门120mm坦克炮，此炮为德国莱茵金属公司（Rheinmentall）的明星产品──Rh-120 120mm 44倍径滑膛炮，堪称当代最成功的坦克炮之一。事实上，在早期型M1装备美国陆军时，美国早已向莱茵金属公司购买了生产许可；不过当时美国仍认为原装Rh-120 120mm滑膛炮设计不够理想，因此该公司继续对此炮进行改进而没有立刻投产，包括换装美国设计的直立楔式炮闩，追加炮身热套筒以及大型圆柱状排烟装置，此外炮口校正装置改以更加安全的锁紧螺栓固定，故这种被美国赋予M-256编号的120mm滑膛炮性能比德国原装货更加强悍，也比较轻。

由于120mm炮弹体积较大，M1A1的装弹量便减至40发，其中34发储存于炮塔尾端的主弹舱内，6发储存于车身的弹舱里。相较于传统的线膛炮，没有膛线的滑膛炮在炮管中能将发射药的所有能量转换成炮弹移动动能，因此拥有更高的发射初速，使用动能穿甲弹时特别吃香；但是滑膛炮的长距离精确度就不如线膛炮，此外弹种选择比线膛炮少很多，只能使用尾翼稳定脱壳穿甲弹以及高爆穿甲弹，欠缺对付软性目标的爆震弹种。M-256能使用的弹种有M-829系列尾翼稳定脱壳穿甲弹（APFSDS）与M-830系列高爆穿甲弹（HEAT），以及训练用的M-831反坦克高爆弹以及M-865、M-866尾翼稳定脱壳穿甲弹，而射击APFSDS时的炮口初速约1650m/s。

装甲方面，M1A1仍沿用与先前相似的复合装甲技术，不过炮塔和正面的装甲进一步强化 ，炮塔正面与车首上装甲防御APFSDS的能力约400~500mm RHA，抗HEAT能力约800~990mm RHA。然而，根据日后的测试资料，早期M1A1的正面装甲防护能力仍低于同时期（80年代中期）苏联最新型的T-80U。M1A1的核生化防护装置由原先各人式换成全车加压式，这套全车加压系统整合于空调系统内。此种方式虽然能增加乘员的舒适与方便，不必戴上恼人且影响战力的面罩；然而，一但遭到敌弹命中并触发自动灭火抑爆系统，在缺少防护面罩的情况下，弥漫车内的灭火剂更容易造成车内人员窒息。

其他方面，M1A1炮塔后段弹舱上方的泄爆板改为两块 ，改良动力系统的可靠度，换装高强度扭力杆以及阻尼更大的避震器，强化惰轮强度，重新设计车长操作面板、装填手席防护板以及装填手席下方的储藏舱，电路重新规划 ，炮塔后端加装大型置物栏，炮塔两侧置物箱加大，改良驱动轮外侧的护裙，采用新的驱动轮，换装新型测风传感器，换装新的炮手瞄准仪护罩，装备新的头灯组等等；至于火控系统则仍与M1完全相同。

从1988年起出厂的M1A1以该年推出的衰变铀复合装甲取代原有的复合装甲 ，称为M1A1重装甲构型（M1A1HA）；1988年首度公开， 并宣称其防护效能是传统滚轧均质钢甲的五倍。换装衰变铀装甲后，M1A1的战斗重量再度增加至65吨，但是防护能力较原先增加 一倍以上，炮塔正面与车首上甲板对抗APFSDS的能力相当于660~680mm RHA，抗HEAT能力达到1080~1320mm RHA。除了装甲之外，M1A1的M-829 120mm尾尾翼稳定定脱壳穿甲弹的弹蕊也以衰变铀制造；传统的钨合金弹蕊在撞击目标时会被磨成较为圆钝的外型，使穿甲效能降低，而衰变铀弹蕊在击中目标时则能维持较为尖锐的外型，因此穿甲效果较佳。

见词条：海湾战争

1990年8月2日凌晨，伊拉克这个中东第一军事强国突然挥军邻近的产油小国科威特，不到24小时便完全占领了科威特。以美国为首的西方国家在震惊之余，立刻以外交、经济制裁手段要求伊拉克撤军，同时开始史无前例的“沙漠之盾”增兵行动，将强大的陆、海、空三军兵力部署于波斯湾与沙特阿拉伯。经过五个月左右的兵力集结，以美军为主的多国联军部队在1991年1月17日起发动“沙漠风暴”作战。

参战的美国陆军地面部队派出第十八空降军（装甲部队包括第3骑兵旅、第一骑兵师、第四与第五机械化步兵师）与第七军团（装甲部队包括第一、第二、第三装甲师、第一与第八机械化步兵师、第三装骑旅）等，主要作战装备包括AH-64武装直升机、M1A1坦克与M-2/3步兵战车等；此外，美国海军陆战队的M1A1也有在此役中亮相。总共有1848辆M1A1参与了这场战争，其中1223辆是重装甲构型的M1A1HA（Heavy Armour），以衰变铀装甲取代车上原有的乔巴姆复合装甲。1223辆参战的M1A1HA中，只有358辆是在美国改装完成后运来，其他都是在战地直接改造。改造的作业完全自动化，仅需15分钟就能将原有的乔巴姆装甲卸下并换上衰变铀装甲。有许多从欧洲驻地调来的M1在战地直接改装为M1A1，包括以120mm主炮取代105mm滑膛炮并将原本的欧陆迷彩换成沙漠涂装等。

在整个海湾战争中，美军总共有23辆M1A1被弹药命中或触雷，其中9辆被摧毁而无法修复；这9辆之中，7辆是毁于友军误击（以空中为主）， 有两辆属于第24机械化步兵师197旅的M1A1在1月24日在战斗中陷入泥沙无法动弹、拖救不易而遭美军自行破坏；其余受创的M1A1则仍能救回并修复继续服役。另外，美军M1坦克部队在作战中没有人员战死，包括被敌火或友军误击的M1A1即便受损，车上人员也都生还，只有极少数人员伤势较重。 除了辉煌的战绩之外，另一项值得注意的是M1A1的妥善率相当高，尤其是先前饱受抨击的燃气涡轮也相当可靠，显然美军已经克服了燃气涡轮在沙漠中操作的不利因素。在100小时的地面战中，第7军团与第18空降军团的M1A1妥善率高达90%， 其中第七军团的第三装甲师300余辆M1A1在一个晚上推进200km，但没有发生任何故障。除了归功于美国有效而完善的庞大后勤体系外，M1A1也以实力证明了自己在可靠度方面的进步。