柯尔特655和656型“狙击手”改型
随着东南亚的冲突不断增加，柯尔特公司研制了两个M16的改型，作为狙击手或精确射手步枪。柯尔特655型高轮廓M16A1本质上是标准的A1步枪，但是配备了重型枪管以及可拆卸携带提把上安装的瞄准镜。柯尔特656型低轮廓M16A1具有一个特别的上机匣，没有可拆卸携带提把。
但是它有一个可调风偏的机械瞄准具以及韦佛式瞄准具基座。后者是柯尔特和皮卡汀尼导轨导轨的先驱。除了重的枪管之外，它还具有一个有护圈的的金属准星。
两种步枪都成为了标准，使用莱瑟伍德或者Realist的3-9倍可调距离望远镜式(ART)瞄准镜。有一些还使用了Sionics消声器和消焰器。不过这两种步枪都没有成为标准化制式装备。
这些武器都可以看成美国陆军的“美国陆军班用精确射手步枪”或者海军陆战队的“美国海军陆战队班用先进射手步枪”的始祖。
XM177，M4卡宾枪，以及柯尔特733型
虽然1990年代才服役，M4也只是美国部队里使用的短枪管AR-15长产品线的一部分。然而M4本身只是M16A2的一个版本；图中前面的是M4，后面的是M16A2，由两个海军陆战队员在实弹射击练习中持握在越南，有些士兵被配发M16的卡宾枪版本，称为XM177。
XM177具有较短的枪管(~260毫米)以及一个伸缩式枪托，使得它能更加小型化。它还具有一个火药燃气通过几级膨胀室减缓膨胀速度从而降低枪口激波的消声/消焰器组合，可减少枪口火焰及噪声带来的问题。
美国空军的GAU-5/A(XM177)改型以及美国陆军的XM177E1改型区别在于之后采用的复进助推器。最终的空军GAU-5A/A和陆军XM177E2具有长度290毫米枪管，以及更长的消声/消焰器。枪管加长是为了能够支持柯尔特的XM14840毫米榴弹发射器组件，也可以改善弹道性能。
这些版本也叫做柯尔特Co毫米ando型，以CAR-15的名字称呼及采购。这些改型只少量提供给特种部队，直升机机组，空军飞行员，士官，无线电操纵员，炮兵，以及其他部队，而不是前线士兵。
由于枪管短，没有充分燃烧的火药颗粒很快就会堵塞消声/消焰器，会降低消声效果；另外消声/消焰器会影响准确性；最令人困扰的是在M16步枪上由于发射药引起的射速过快的问题在XM177E2上变得更严重。最后停止了对XM177E2的进一步改进，生产合同都被取消了。唯一正式采用XM177的是美国空军。
M4卡宾枪是从这些设计派生研究出来的，包括一部分14.5英寸枪管的A1类型卡宾枪(柯尔特型号653)。1980年代开始采用M16A2和新的M855/M856弹时，这些A1类型卡宾枪开始被采用新膛线的卡宾枪取代。
XM4(柯尔特型号720)在80年代中期开始测试，采用14.5英寸(368毫米)枪管。在1994年正式服役以取代M3“注油枪”(以及贝瑞特M9和某些部队的M16A2)。在巴尔干半岛，2000年反恐战争，以及伊拉克战争中，它获得了巨大的成功。
柯尔特也回到了它原先的“Co毫米ando”构思，也就有了733型，本质上是现代化的XM177E2以及结合许多M16A2的特点。采290毫米枪管。由于枪管极短，又采用了标准的M16A2的式消焰器，因此膛口噪声和枪口焰的问题非常严重，这是柯尔特Co毫米ando屡遭批评的地方。
Mk4Mod0
Mk4Mod0是在越南冲突中为海军海豹特种部队生产的M16A1改型，于1970年4月服役。它和基本的M16A1主要的区别在于Mk4Mod0是为海军陆战队使用而优化设计的，具有消声器。该枪的大部分部件被Kal-Guard(润滑油)覆盖，枪托和缓冲器管上有一个1/4英寸的孔用来排水，以及缓冲器组件末端的一个O形环。
这个武器可以放在水下200码(60米)而不会有任何损伤。最初的Mk2Mod0消风器是基于美国陆军人体工程学实验室的M4消噪器。HELM4将气体从枪机直接排出，但需要一个改进的机框。一个气体偏转器被加装到拉机柄上面，来防止气体接触到使用者。
因此，HELM4被永久的安装，即使它可以允许半自动或全自动射击。如果HELM4消声器被移除，该枪可能需要在每次单发射击后手动装弹。另一方面Mk2Mod0消风器也被认为是Mk4Mod0步枪整体的一部分，但是它却可以在HELM4被移除后继续工作。
Mk2Mod0消风器也可以非常快的排出水，而不需要对拉机柄或者机框进行任何修改。在1970年代后期，Mk2Mod0消风器被奈特武器公司的Mk2消风器代替。
KAV消风器能够完全浸入水中，而在拿出水面的8秒钟内完全排干水分。即使在M16A1全速射击的时候，它也不会降低工作性能。美国陆军将HELM4换成了简化很多的SIONICS公司的MAW-A1消声灭焰器。