В 1996 году по заказу сил специальных операций на основе винтовки М16А3 был разработан аналогичный карабин М4А1, отличавшийся возвратом к полностью автоматическому огню вместо режима огня с отсечкой по 3 выстрела. Модификация М4А1, кроме короткого ствола и телескопического приклада, получила сменную рукоятку для переноски и соответственно сменный прицел (могут устанавливаться оптический, коллиматорный или ночной прицелы).

Тогда же для карабинов М4 и М4А1 был принят базовым вариант со съемной рукояткой для переноски, устанавливающейся на интегральную направляющую типа Picatinny rail.

На базе карабина М4А1 Центр наземных операций ВМФ США разработал специальный набор компонентов, названный SOPMOD M4 kit. Набор имеет в качестве ядра карабин М4А1 с цевьем типа RIS (Rail Interface System - интерфейсная система направляющих). На направляющую Picatinny на ствольной коробке карабина, и на направляющие на цевье RIS могут крепиться различные элементы комплекта: прицелы - оптический 4-х кратный ACOG, коллиматорный ("красная точка") ACOG, открытый съемный диоптрический прицел; лазерные целеуказатели видимого и инфракрасного диапазона; ночные прицелы; фонари; передняя рукоятка; модифицированный 40-мм гранатомет М203 с укороченным стволом и улучшенным прицелом. Кроме того, в комплект входит быстросъемный глушитель, надеваемый прямо на штатный пламегаситель карабина.