Dugo vremena nakon pojavljivanja M16 u upotrebi, stalno se poboljšavao. Neki vojni stručnjaci, uglavnom zapadnjaci, smatraju je vodećom u segmentu jurišnih pušaka.
Nedostaci koji su se pokazali tokom borbene upotrebe M16 A1 doveli su 68. godine do odobrenja ARSAP programa u Sjedinjenim Državama. Program je osmišljen za stvaranje perspektivnog lakog naoružanja. Glavna ideja programa je stvaranje pješadijskog kompleksa budućnosti "FRS". Kompleks bi trebao imati mogućnost pucanja u kratkim rafalima i imati bacač granata ispod cijevi. Samo deceniju kasnije, ovaj projekat, koji je već bio dio drugog JSSAP programa, implementiran je u modernizovanom M 16 A1 E1. Puška je dobila naziv "M 855".
Kao rezultat kompleksa testova, malokalibarsko naoružanje za zemlje NATO -ovog bloka postaje 5,56x45 sa jednom municijom. Uložak je razvila belgijska kompanija FN. Patrona je stvorena za belgijski laki mitraljez FN "Minimi". Stvaranje puške M16 A1 E1 i standardizacija streljiva doveli su do potrebnih prodornih karakteristika i stvorili su preduvjete za odluku vojnog odjela Sjedinjenih Država o ponovnom opremanju vojske novom puškom.
Kompanija Colt, tvorac modernizirane puške, započela je pretvaranje oružja u standardni uložak. Američki naziv patrone je M 855. Tijekom rada pojavilo se nekoliko mogućnosti modernizacije:
- standardni model 701 sa fiksnim kratkim rafalima;
- modernizacija teškom cijevi, drugi naziv za laki mitraljez, model 741;
- modernizacija automatskog karabina, model 723, koji je imao fiksni kratki rafalni način paljenja;
- Colt Commando, model 733 ili M16 A2, američki automat.
81. godine standardna puška M16 A1 E1 počela je prolaziti niz testova u američkoj vojsci. Nakon uspješnih testova 82, puška je ušla u oružane snage pod imenom M 16 A2. Početak isporuke M 16 A2 mornaričkoj diviziji američke mornarice 84. godine, kopnenoj diviziji američke vojske 1985. godine. Korištenje novog uloška s teškim metkom u pušci zahtijevalo je od dizajnera da povećaju nagib reza sa 305 mm na 178 mm. Strmina je dovela do povećanja naprezanja materijala cijevi. U toku poboljšanja, promjer cijevi puške se povećava, zajedno s tim, ukupna težina puške povećana je za 170 grama. Domet puške s metkom 5,56x45 mm je 800 metara.
Puške su proizvedene u 2 verzije:
- sa okidačem za pojedinačnu i automatsku paljbu;
- sa okidačem za pojedinačnu i trostrelnu fiksnu vatru.
Način pričvršćivanja izvodi se pomoću novog dijela u okidaču - čegrtaljke. Najnoviju verziju M16 A2 primila je samo američka pomorska divizija.
Prijemnik je ojačan u pušci, vizir odraza rukava postavljen je s desne strane. U puški M16 A1 takav je vizir uključen u dodatnu opremu i instaliran je nezavisno. Funkcije kompenzatora, zbog nedostatka 2 utora u donjem dijelu, preuzeo je odvodnik plamena. Gornji utori kočnice njuške prolazili su kroz određeni dio praškastih plinova. Plinovi koji dolaze gore i udesno nadoknađuju povlačenje oružja pri pucanju prema gore i dodatno smanjuju stvaranje prašine prilikom uklanjanja plinova. Ove inovacije cijenili su marinci Sjedinjenih Država u borbenim operacijama operacije "Pustinjska oluja". Kundak i prednji dio izrađeni su od poliamida s dobrim karakteristikama toplinske izolacije. Dvije polovice čela, donja i gornja, postale su potpuno zamjenjive. Kako bi se stabiliziralo i držalo oružje, kundak puške je povećan u području i produžen za 1,5 centimetara. Ručka pištolja je također doživjela promjene - promijenili su se obrisi dijela. Ispod pojasa je bilo izmijenjeno zakretanje za nošenje oružja u pripravnosti. Cijev ima ušicu za pristajanje bajunetnog noža. Bajunet za M16 A2 - M9. Pogodno za rane M16 i M16 A1. Umjesto metalnih spremnika, M 16 A2 je dobio lagane plastične spremnike za 30 municije.
Osim poboljšanja i uspješnih inovacija, M16 A2 ima i niz nedostataka:
- nepouzdan rad povratne opruge;
- minijaturni udarač i pin;
- osjetljivost oružja na zagađenje.
Mišljenja američkih vojnih stručnjaka nakon upotrebe puške u operacijama Perzijskog zaljeva - puška ne u potpunosti zadovoljava savremene zahtjeve za oružje ove klase.
Zanimljivi su testovi M16 A2 i AK-74 koji su se odvijali u Sovjetskom Savezu:
- impuls trzaja američke puške za trećinu je veći od domaćeg AK-74;
- kontinuirano gađanje iz AK-74 pokazalo je najbolje rezultate;
- pojedinačno gađanje na M16 A2 je bolje;
- spremnost za borbenu upotrebu u različitim uslovima AK-74 daleko premašuje spremnost M16 A2.
Serijska proizvodnja pušaka M16 A2, M 16 A1 i M16 - 64-89. U SAD -u je serijsku proizvodnju obavljala kompanija Colt Industries Corp. Devedesetih godina započeo je razvoj sljedeće modernizacije M 16 A3. Otprilike u isto vrijeme, proizvodnja pušaka prebačena je u FN Manufacturing Inc. Proizvodnja pušaka u ovoj kompaniji bila je jeftinija za vojsku Sjedinjenih Država - 420 dolara naspram 455 dolara u kompaniji Colt. U 97. godini proizvedeno je više od 10 milijuna jedinica puške M16 i njegovih modifikacija.
Danas su Nacionalna garda i rezervisti naoružani M16 A2. Osim Sjedinjenih Država, puška je u službi i Brazila, Kanade i Fidžija. Modernizacija puške, model 723, isporučena je u UAE neko vrijeme.
Osim navedenih izmjena M 16 A2, postoji i takva modifikacija kao model 635 - PP "Colt -Commando". Razvijeno 82. Proizvedeno do danas. U službi je brojnih policijskih snaga, za zaštitu nuklearnih objekata, u dijelovima američkog zastupnika.
94. godine vojska Sjedinjenih Država stupila je u službu s novim modifikacijama puške M16 - M16 A4 i M 16 A3. Glavne razlike od M16 A2 su u tome što je puška opremljena Picatinny šinom. Uz sve moderne uređaje koji su ugrađeni na šipku, na nju je moguće postaviti uklonjivu ručku kao u M16 A2.
Nedavno su američke puške uglavnom opremljene nišanima Trijicon ACOG s niskim uvećanjem ili nišanima Aimpoint i EOTech. USM M16 A3 nudi dva načina pucanja - automatski i pojedinačni. M16 A4 može ispaliti fiksnu vatru u kratkim rafalima.
Na ovim puškama koristi se novi RIS sistem - prednji dio s gornjom i donjom vodilicom. Bacač granata M203 pričvršćen je na donju šipku.
94. usvojen je karabin, model 720, koji je koristio uložak 5.56x45 mm. Nosi oznaku M4. Osim vojske, M4 stupa u službu u jedinice za specijalne operacije Sjedinjenih Država. Uskoro se ovo oružje koristi za naoružavanje oficira vojske, sastava borbenih vozila i vojnika stražnjih jedinica. Oružje je još u upotrebi.
Godine 96, uzimajući M 16 A3 za bazu, stvaraju još jedan karabin M4 A1. U njemu se oružju daje način korištenja kratkih rafala. Posebno za specijalne snage Mornarice Sjedinjenih Država - morske foke, razvijene na bazi M4 A1 - karabina Mk.18 Mod. 0 Zatvorite četvrtinu borbene puške (CQBR). Karabin ima skraćenu cijev -254 mm. Narezi cijevi oružja promijenjeni su sa 178 mm na 262 mm. Na kombiniranom prigušivaču kočnice i bljeskalice u obliku njuške moguće je ugraditi opremu za plamen i tihu paljbu.
Iskustvo korištenja karabina M4 A1 i M4 u vojnim operacijama u Afganistanu 2002-10 donijelo im je laskave ocjene. Glavni nedostatak ostaje - osjetljivost na zagađenje. Ali to je samo dovelo do činjenice da se to oružje u borbenim jedinicama počelo čistiti gotovo svakodnevno. Oni takođe brišu patrone za karabine. Poznati princip američke vojske - čak i ako je oružje postavljeno samo jednom, očistite ga i pripremite za novu upotrebu.
Osim osjetljivosti na zagađenje, na pozadini istog M16 A2 identificirani su i drugi nedostaci:
- smanjena cijev je smanjila brzinu metka;
- raspon efikasnosti ciljanja se smanjio;
- pregrijavanje prednjeg dijela i cijevi tokom intenzivnog gađanja;
- povećano trošenje glavnih dijelova;
- opšta pouzdanost sistema se smanjila.
No, ovi nedostaci nisu uplašili američku vojsku, oružje je vrlo popularno u oružanim snagama Sjedinjenih Država. Dizajneri i dalje razvijaju različite projekte za modernizaciju baze M16. Osim razvoja oružja, provode se i istraživanja novih vrsta municije za njih.
U međuvremenu je puška u svim svojim modifikacijama glavno oružje pješadijskih jedinica ne samo Sjedinjenih Država, već i mnogih država modernog svijeta.
Općenito, "crna puška" pokazala se kao prilično uspješan primjer ličnog naoružanja vojnih jedinica.