HK416是由黑克勒-科赫以HK G36突擊步槍的氣動系統在M4卡賓槍的設計上重新改造而成，現已成為完整的突擊步槍推出，亦可以換裝氣動系統、上機匣組件、槍管和彈匣來改造AR-15系列的組合而成。根據HK美國公司官方網站提供的資料，HKM4的研製計劃是在2002年就開始的。當HK公司改進了英國的SA80(L85/L86)武器系統後，就在2002年初期開始評估改進M16系列卡賓槍的技術可行性，研究的目的是提高M16系列武器的可靠性及使用壽命。HK公司預期將來可能生產及銷售完整的HKM4，也可以為軍隊或執法機構提供把現有武器改裝成HKM4的服務。可能是由於柯爾特在2004年打算起訴HK公司侵犯了他們的權利，HK公司放棄了HKM4這個名稱，改稱為HK416，"4"大概是指M4，"16"大概是指M16。HK416在2005年2月開始正式推出市面，同時採用了新的結構的皮卡汀尼導軌護木，使HK416與原來的M16/M4卡賓槍在外形上有更明顯的區別。
HKM4可以由標準的M16A2/A4機匣改裝，HK公司所研製的只是導氣裝置、上機匣組件、槍管和彈匣。其導氣系統是改進後的AR-18式導氣裝置，經過G36和改進SA80的研究工作，想必HK公司的工程師對於這種導氣系統已經是駕輕就熟了。在G36之前，HK公司幾乎所有的自動武器都採用滾柱閉鎖，在G36之後，HK公司幾乎所有槍械也採用AR-18式導氣裝置。
HK公司的工程師也確實會利用成熟技術。不過無論如何，這種新型導氣裝置比起M16系列那種容易"骯髒"的導氣裝置更可靠，而且能大大減少使用者的維護次數。為提高使用壽命，HK公司用優質的歐洲鋼製造了5種不同長度的冷鍛槍管，包括9(HK416C)、10(10.4)(HK416D)、14.5(16.5)(HK416N)和20(HK416S)英寸，還有半自動民用型MR556(14.5或16.5吋槍管)，冷鍛槍管壽命均高於2萬發，一次保養可供射擊3000發，目前有5種不同長度的槍管。另外又採用新緩衝裝置，以提高武器可靠性及安全性。另外又製造了更可靠的鋼製彈匣(有空倉掛機)。從上面的圖片還可以看出，HK也改進了新的擊發機構，快慢機(標準快慢機為單發點射、全自動和閉鎖三檔，且可左右手操作)的位置比M16系列也方便多了。
HKM4在美國陸軍的位於亞歷桑那州尤馬沙漠地面武器試驗場進行的可靠性試驗，在多種極端環境下，不同類型的槍管、不同類型的彈藥、安裝或不安裝消聲器所表現出來的可靠性都比M16系列高，甚至可以在水下射擊，美軍同級槍械M4A1-CQBR、M16A4只要槍機進水，就會炸膛，其堅固的提把在此時就成了傷害士兵"匕首"，而HK416就完全沒有問題，而且射擊時幾乎沒有熱量和火藥燃氣(汙物)傳至槍機，這點AR槍系(M16、M4等)是無可比擬的。
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