Фирма Colt разрабатывала карабины (варианты с укороченным стволом) на базе винтовок семейства AR-15/M16 с конца 1960-х годов.

Карабин М4, по сути, представлял собой винтовку М16А2 с укороченным стволом и телескопическим прикладом. По сравнению с базовой винтовкой М16А2, карабин М4 имеет меньшие размеры. В то же время, укороченный ствол приводит к уменьшению эффективной дальности стрельбы.

Благодаря короткому хромированному стволу 14,5 дюймов модель удобна для практической или развлекательной стрельбы по мишеням на более близкие дистанции. На стволе установлен пламегаситель типа A2 Birdcage.

Газоотводная система конструкции Стоунера – классическая, с прямым отводом газов из канала ствола в затворную группу (DI).

Верхняя и нижняя части ствольной коробки изготовлены из алюминиевого сплава. Наличие досылателя затвора, вмонтированного в правую часть ствольной коробки, дает возможность закрыть затвор вручную при засорении патронника.

Окно для выброса гильз снабжено специальной шторкой: в исходном положении она защищает отверстие от попадания пыли, а при взведении затвора автоматически поднимается.

Сверху на ствольной коробке предусмотрена направляющая Picatinny для установки на оружие коллиматорных или оптических прицелов.

Модель оборудована пластиковым цевьем, состоящим из двух половинок, телескопическим прикладом и пистолетной рукояткой типа A2.

Карабин комплектуется съемным коробчатым магазином.