ปืน M16A1 ติดตั้งพร้อมเครื่องยิงลูกระเบิดขนาด 40 มม. M203ปืน M16A2ปืน M16A2 (ล่าง) และปืน XM-177E1 (บน) โดยปืน XM-177E1 ได้รับการพัฒนามาจากปืน CAR-15 โดยบริษัท Colt และกลายมาเป็นปืน M4A1 ในปัจจุบันปืน M16A4ราง Picatinny บนปืน M16A3และA4 สามารถใช้ติดตั้งอุปกรณ์เสริมช่วยในการรบได้ปืน M4A1

ชิ้นส่วนต่างๆของปืน M16 ผลิตขึ้นจากกรรมวิธีต่างๆดังนี้ ปลอกลดแสง ลำกล้อง โครงปืน และชิ้นส่วนในระบบลั่นไกผลิตด้วยวิธีการขึ้นรูปด้วยกระบวนการ Forging จากวัสดุเหล็กกล้าผสมอะลูมิเนียม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการระบายความร้อนและมีความทนทานต่อการใช้งานสูง ส่วนพานท้ายและฝาครอบลำกล้องทำจากวัสดุโพลิเมอร์ไฟเบอร์ทนความร้อน ทำให้ปืน M16 รุ่นแรกๆ นั้นมีน้ำหนักเบาเพียง 3.60 กิโลกรัมเท่านั้น (น้ำหนักปืนพร้อมซองกระสุนขนาด 30 นัด) ซึ่งเบากว่าปืนเล็กยาวจู่โจมรุ่นก่อนๆอย่างปืน M14 ในขณะที่ปืนอาก้า (AK-47) ซึ่งเป็นที่นิยมกันในกลุ่มประเทศคอมมิวนิสต์เวลานั้นมีน้ำหนักมากถึง 4.30 กิโลกรัม แต่ปืน M16 รุ่นหลังจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น 3.77 กิโลกรัมจากการออกแบบให้ลำกล้องและโครงปืนมีความหนามากขึ้นเพื่อรองรับการใช้งานกระสุน 5.56 มม.แบบใหม่คือ กระสุนแบบ M855 หรือ SS-109 จึงทำให้มีน้ำหนักมากตามไปด้วย มีความยาวของปืนทั้งกระบอกเพิ่มเป็น 40 นิ้ว (1.06 เมตร) โดยเป็นความยาวส่วนลำกล้อง 20 นิ้ว (508 มิลลิเมตร)

เครื่องยิงลูกระเบิดชนิดติดตั้งใต้ลำกล้อง (Underbarrel Grenade Launcher) ขนาด 40 มม. แบบ M203ปืน M4A1 พร้อมเครื่องยิงลูกระเบิด M203A1 พร้อมเครื่องเล็งประณีต

อนึ่ง ปืน M16/M4 นั้นสามารถเพิ่มสมรรถนะด้วยการติดตั้งอุปกรณ์เสริม เช่น เครื่องยิงลูกระเบิดขนาด 40 มม. M203, กล้องเล็งจุดแดง (Red Dot), ขาทราย (Bi-pod) ฯลฯ เป็นต้น