二戰期間， 美軍依靠M1半自動步槍在戰場上橫掃四方， 獲得大勝， 二戰結束後， 美軍又在M1步槍基礎上開發出M14自動步槍， 並於1957年投入軍隊開始使用。 人們不知道的是， 於此同時， 美軍就正式提出設計新槍的計畫， 原來， 在1952年的時候美軍研究發現口徑小於6毫米的子彈， 彈丸大長徑比， 高速射中人體後會失穩翻滾造成人體組織大面積創傷， 這樣的子彈更適合用於自動步槍， 因此， 在裝備M14自動步槍的同時， 美軍開始了新槍的研究製造。
1964年2月8日， 美軍將新式步槍正式命名為“美國5.56mm口徑M16步槍”並採用， M16步槍由鋼， 鋁以及複合塑膠製成，
M16步槍是世界上首款投入實戰的小口徑步槍， 它摒棄了原本使用在M14步槍上的活塞式， 而是採用了氣吹式導氣模式， 這使得它的精度要遠遠高於M14步槍， 同時因為使用小口徑步槍彈， 雖說穿透性沒有7.62NATO好， 但產生的空腔效應使得它對於軟目標的殺傷性要比7.62要好很多。 M16步槍的誕生對以後的輕武器小型化產生了深遠的影響， 同時它的系列衍生型號也被近百個國家使用，
原來， 製造公司在當初宣傳時過度誇大M16的可靠性， 他們宣稱M16步槍從來不用被清洗， 因此根本沒有為M16配備清洗保養工具， 而M16步槍正是被美軍採用後， 就投入了越南戰場上， 越南戰場的複雜環境下， 沒有清洗保養的M16步槍就猶如跌落凡間的謫仙， 頻頻曝出故障， 如：卡殼、拉斷彈殼、彈膛污垢嚴重、槍管與槍膛銹蝕、彈匣損壞等。 因為頻出故障， 因此美軍士兵經常譏笑M16步槍是“玩家槍”， 甚至有傳言， 有美軍士兵扔掉故障M16步槍而使用繳獲而來的AK-47步槍。