M1卡宾枪所使用的0.30英寸M1卡宾枪普通弹是由温彻斯特公司在0.32英寸（7.65mm）步枪弹的基础上，将其外部尺寸略加修改而成的。M1卡宾枪弹采用直筒形无突缘弹壳，圆弧形弹头，弹头质量7.1g，枪口初速为570m/s。枪口动能大约相当于0.45ACP手枪弹的2倍，但只有0.30-06步枪弹的1/3,口径7.62*33mm（与AK47步枪口径相同。）。按叫法，M1卡宾枪弹可算得上是“中间威力”步枪弹，但枪口动能太小且弹头形状欠佳，因此其有效射程只有大约200m左右。但无论如何，它的射程还是比手枪弹远得多，而且后坐力适中。除了M1普通弹外，还可使用M16和M27两种曳光弹及M6空包弹。
M1卡宾枪采用短行程活塞的导气自动原理，由大卫·威廉姆斯设计。导气孔位于枪管中部，距弹膛前端面115mm，活塞在枪管下方，后坐距离仅3.5mm。发射时，火药燃气通过导气孔进入导气室并推动活塞向后运动，活塞撞击枪机框，使之后坐。枪机框后坐约8mm后，膛压下降至安全值，这段时间为开锁前的机械保险。然后，枪机框导槽的曲线段与枪机导向凸起相扣合，枪机开始旋转（同时起预抽壳的作用）开锁。在枪机后坐过程中，其上的抽壳钩拉着弹壳向后运动，弹壳被拉出弹膛后，由枪机上的弹性抛壳挺向右前方抛出。
当枪机框惯性体后端撞击机匣时，枪机框停止后坐，而枪机则要到它碰及机匣中枪机通孔的后端才停止运动。此时枪机后坐行程大于全弹长，于是弹匣中最上面的一发弹又被托弹板送至进弹位置。然后被压缩的复进簧伸张，推枪机复进，同时推弹入膛。由于枪机上的导向凸起和枪机框导槽的相互作用，枪机回转，实现闭锁。然后枪机框继续复进，直至惯性体的前端将活塞顶入活塞筒才完全停止。此时，枪再次呈待击状态。事实上，M1卡宾枪的枪机和M1伽兰德步枪的基本上一样，只不过是尺寸按比例缩小了而已。
当击针向前运动时，其尾端的凸起必须进入机匣横梁上的槽中，否则，击针就无法向前。而这一点只有在枪机旋转到位并确实闭锁后才能实现。如果在枪机未确实闭锁的情况下扣压扳机，击锤也会向前转动，不过其能量却消耗在使枪机旋转进入闭锁位置，故无足够的能量打击击针击发枪弹，可避免意外事故的发生。
扳机护圈前面的手动保险是直推式的。把它推向左边时，保险机销轴上的平面对准扳机前端，因此允许扳机前端下落，从而可使扳机后端的凸肩上抬。当把保险推向右边时，保险机销轴的圆柱面移至扳机前端的下方，阻止扳机向下运动，形成保险。
早期M1卡宾枪上的保险是横推式的开关，但后来改成回转式的杠杆开关，这是因为在持续射击时保险按钮很快会变得过热，弹匣扣紧邻着保险按钮，而发烫的保险按钮会影响更换弹匣。
M2卡宾枪还可以实施连发发射。当枪机框复进到位时，撞击连发杆，连发杆抬起阻铁，解脱击锤，枪即连续发射。M2 卡宾枪的快慢机选择杆装在机匣左侧。
早期M1卡宾枪采用翻转式L形表尺，照门的大觇孔射程设定在150码（137m），小觇孔为300码（274m）。后来的M1和M2卡宾枪都把表尺改为滑动式，距离从 100m至300m内可调，而且也可以调整风偏。
早期的M1卡宾枪上并不能配刺刀，后来根据部队提出的要求，在1943年10 月开始试验M1卡宾枪的刺刀，最后在1944年5月选定了T8试制型刺刀，并正式命名为M4刺刀，同时在枪管下方增加了方形的刺刀座。
M1卡宾枪配有草绿色的帆布枪带，在枪托上可以附加两个弹匣袋，以便在枪身上携带两个备用弹匣。M1和M2卡宾枪均可安装M8型枪榴弹发射插座发射枪榴弹。
3D动画演示M1卡宾枪的工作原理，看完你懂了吗？