4卡宾枪的瞄准装置。在1994年8月这项改进也被美军接纳，并把这种平顶型m4正式命名为“美国5.56mm北大西洋公约组织口径m4a1卡宾枪”（theunitedstatescarbine,caliber5.56mmnato,m4a1），在柯尔特公司的编号则为927。由于特种部队不喜欢m4卡宾枪的点射限制装置而使用其他可全自动射击的m16a2卡宾枪，因此m4a1也采用了m16a1的下机匣。但在试验中发现m4a1的枪管容易过热，有射手以全自动方式连续打完6个弹匣后护木就烫得不能直接用手去碰。尽管m4a1是一把卡宾枪而不是轻机枪，但为解决这个问题柯尔特对护木进行了改进，把铝制隔热屏由原来的单层改为双层，因此也相应地加粗了护木直径。这项改进后来也应用在新生产的m4卡宾枪上，所以早期的m4/m4a1上的护木和以前的m16卡宾枪是一样的，而后来的m4/m4a1护木都比较粗。
在1994年，海军陆战队发表了《任务需求文件1.14.》（operationalrequirementsdocument1.14.），该文案中宣称从长远目光看待武力侦察连的任务，采用m4a1卡宾枪代替发射手枪弹的mp5-n冲锋枪作为cqb武器会更有效。通过一番努力，海军陆战队最终获得资金购买m4a1，但主要是装备特种部队。而美国陆军也在1994年8月正式采用m4/m4a1卡宾枪，首先装备特种部队和快速反应部队。
限制3发点射的m4卡宾枪多数装备车组成员、机组成员、文书或军官，例如m1坦克车组成员多年来是使用4支m3a1冲锋枪作为自卫武器的，现在则改为两支m4卡宾枪和两把m9手枪。由于平顶型机匣方便安装瞄准镜，除了早期的订货是有a2提把外，现在美军所有采购的m4均采用平顶机匣，配用的瞄准镜主要为trijicon公司的ta11和ta31acog及aimpointo。目前的政府标准型m4系列为柯尔特920型（平顶m4，快慢机为“s-1-3”）和柯尔特921型（m4a1，快慢机为“s-1-f”）。
配备kacm4ras护木的柯尔特925型卡宾枪经过测试后被定型为m4e2，但这个名称似乎由于对已有的卡宾枪安装这个护木后是否需也应更改名称的困惑而被放弃。美国陆军野战手册中把安装ras的m4系列称为模块化武器系统（modulareaponsystem）或简称m4ms。
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