M1A1卡宾枪相对于M1式加兰德步枪，具有显著的优势。首先，它的弹匣设计更为便捷，可轻松更换，且拥有更大的弹匣容量，确保了持续射击的便利性。实战中，M1A1的实际射速更快，后坐力也相对较低，这使得它在射击精度和穿透力上超越了使用手枪弹的冲锋枪，表现出色。
M1A1采用短行程活塞的导气自动原理，这一创新由大卫·威廉姆斯设计。导气孔巧妙地设置在枪管中部，距离弹膛前端约115毫米。活塞位于枪管下方，其后坐距离仅有3.5毫米。当发射时，火药燃气通过导气孔进入导气室，驱动活塞向后运动，进而引发枪机框后坐。当膛压降至安全水平后，枪机框的开锁过程由其与枪机导向凸起的扣合实现，同时抽壳过程也在这一过程中完成，弹壳被抛向右前方。
在枪机后坐阶段，抽壳钩带动弹壳离开，当枪机框完全停止后坐时，其前端撞击机匣，枪机则继续直到触碰到机匣内的通孔。此时，由于超过全弹长的后坐行程，下一颗子弹被托弹板送至准备射击的位置。复进簧被压缩，推动枪机返回并重新填弹，其精确的导向凸起与枪机框导槽的配合确保了闭锁的可靠性和稳定性。
整个射击循环结束后，枪机框继续复进，直到活塞被完全推入活塞筒，系统再次进入待击状态，展现出M1A1卡宾枪高效且精密的工作原理。
M1卡宾枪的研制原本是美国陆军要为二线部队提供一种用于替代制式手枪的自卫武器，这个要求最初是在1938年提出的，其设想是研制一种类似于卡宾枪的肩射武器，7.62mm口径，发射中等威力的弹药，比标准的0.45英寸(11.43毫木)半自动手枪或转轮手枪有更远的有效射程，但要比M1式加兰德步枪更容易操作，携带更方便。这些要求实际上与现在流行的单兵自卫武器(PDW)的概念差不多。