Das Sturmgewehr M16 wurde bei den amerikanischen Streitkräften 1962 eingeführt, wo es das 1957 in Dienst gestellte M14 ablöste. Dies bedeutete gleichzeitig auch den Umstieg auf ein anderes Kaliber, denn für dieses Gewehr entschied man sich, die neue 5,56 x 45 mm Patrone zu verwenden. So hatten die USA kurz zuvor den anderen Mitgliedstaaten der NATO die 7,62 x 51 mm Munition aufgezwungen und nun stellte sich heraus, dass das größte Heer in der Allianz andere Munition verwendete als alle anderen. Beim M16 handelt es sich um einen Gasdrucklader, dessen Verschluss allerdings nicht durch den Druck der Pulvergases auf einen Kolben bewegt wird, sondern hier wird das Gas im vorderen Bereich des Laufes abgezapft, strömt dann durch ein Rohr und wirkt dann direkt auf den Verschluss.
Eingeführt wurde das M16 zuerst bei Wachmannschaften der US Air Force. Anschließend wurde die Südvietnamesische Armee damit ausgestattet, da dieses leichte Gewehr mit seiner schwächeren Munition auch gut von Menschen mit durchschnittlich kleinerer Statur bedient werden konnte. Bei den amerikanischen Soldaten, die am alten M14 mit seinem kräftigen Rückschlag und lauten Krachen ausgebildet waren, wurde das "Plastikgewehr" mit dem schwächeren Rückstoß und der geringeren Durchschlagskraft als Spielzeug angesehen. Es erfreute sich jedoch wachsender Beliebtheit, vor allem weil es sich auch im Dauerfeuer gut beherrschen lässt.
Da jedoch zu wenige Reinigungs-Sets angeschafft worden waren, wurde das M16 bei einigen Einheiten als selbstreinigende Waffe angepriesen, was natürlich völlig falsch ist. Auch waren bei der Produktion einiger Waffenteilen die Qualitätsstandards nicht eingehalten worden. Zudem hatte die US Army die Laborierung der Patronen geändert und man verwendete auch minderwertige Zündhütchen. Als Ergebnis all dieser skandalösen Fehler gab es häufig Störungen in Form von Zündversagern, Zuführstörungen und nicht ausgezogenen leeren Hülsen. Nachdem die Probleme mit der Munition behoben waren und man die Auszieheinrichtung der Waffen modifizierte, stieg die Zuverlässigkeit des M16 sprunghaft an.
Einer der Vorteile des M16 ist, dass die Ausbildung einfacher ist als am M14, weil das M16 einfach ergonomischer konstruiert wurde. Da der Lauf mit dem Verschlussteil und der Schulterstütze eine Linie bildet wird die Kraft des Rückstoßes direkt in die Schulter des Schützen übertragen und die Waffe zieht weniger nach oben. Bedingt durch den schwachen Rückstoss und die schlechte Infanterieausbildung der US-Soldaten in Vietnam betrachteten viele Soldaten das M16 allerdings als „persönliches Maschinengewehr“. Schon beim geringsten Anzeichen einer Gefahr zogen sie die Abzüge durch und leerten ihre Magazine. Das führte zu einem unglaublich hohen und uneffizienten Munitionsverbrauch.
Als eine Folge daraus wurde die Abzugsgruppe des 1984 eingeführten M16A2 mit einer Dreischussautomatik ausgestattet. Serienfeuer ist nicht mehr möglich. Eine weitere Änderung war die Dralllänge. Als das Kaliber 5,56 mm das neue NATO-Standardkaliber wurde, führte die NATO statt der ursprünglichen M193-Patrone die Patrone M855 ein. Der Unterschied liegt im Gewicht. Das Geschoss der M193 wiegt 55 Grains, während es bei der M855er 64 Grains beträgt. Durch das veränderte Gewicht musste die Dralllänge angepasst werden. Neu beträgt der Drall 7 Zoll, anstatt wie früher 12 Zoll. Bemerkenswert ist die hohe Mündungsgeschwindigkeit, die die 5,56 mm Kugel erreicht: Mit ca. 950 m/s ist sie auf kurze Distanz ein sehr schlagkräftiges Geschoss. Während des Vietnamkrieges fassten die Magazine 20 Schuss, doch noch während des Krieges wurde das gekrümmte 30er-Magazin Standard. Von diversen Herstellern gibt es aber noch Magazintrommeln mit bis zu 100 Schuss. Diese sind bei den Amerikanern aber nicht strukturmäßig eingeführt worden.
Die meisten Versionen des M16 können mit dem 40 mm Granatwerfer M203 ausgerüstet werden. Mit diesem unter dem Lauf montierten Gerät können 40 mm-Geschosse bis auf eine Entfernung von 250 Meter verschossen werden. Es gibt dazu etliche verschiedene Munitionssorten, wie Spreng-, Rauch- und Splitter-Granaten, sowie nicht-lethale Geschosse.