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La carabina M4 es un arma de asalto fabricada por Colt Firearms y basada tanto en el M16 como en su antecesor el AR-15 de ArmaLite. La M4 es en realidad una versión corta y ligera del M16A2 (cañón de sólo 14.5 pulgadas ó 36 cms de longitud). Posee un selector de fuego en modo semiautomático (tiro a tiro) y de tres en tres (como el M16A2). El modelo M4A1 tiene la opción de disparo automático (full auto) en lugar del tres en tres. M4 es la denominación militar del Colt modelo 920 mientras que el M4A1 corresponde al Colt modelo 921. Su calibre es el 5.56x45mm OTAN y su mecanismo es mediante operación de gases y enfriamiento por aire. Su culata se ajusta en cuatro posiciones (aunque existen culatas de tamaño fijo) y sus cargadores son intercambiables. Posee un riel plano tipo Picatinny (MIL-STD-1913) para el montaje de asa, miras telescópicas y otros dispositivos de apuntamiento como visión nocturna, apuntadores láser, las ACOG (Advanced Combat Optical Gunsights) Trijicon TA01 y TA31, así como la M68 CCO (Aimpoint M68 Close Combat Optic). La M4 y su variante M4A1 son el arma de cargo del Delta Force, U.S. Navy SEALs, U.S. Air Force Pararescue & Combat Controller Special Tactics Teams, U.S. Army Rangers, U.S. Marine Corps' Radio Reconnaissance Platoons, US Special Operations Command (USSOCOM) y de las Fuerzas Especiales de EU gracias a su tamaño compacto, lo cual la hace también muy popular tanto en la Fuerza Aérea como en las tripulaciones de los tanques y vehículos militares. El M4 fue desarrollado por Colt Firearms a petición del gobierno norteamericano, el cual tiene exclusividad de uso (fuerzas armadas y cuerpos policiales, sin ventas al mercado civil) hasta el año 2009, aunque otros fabricantes venden modelos similares para otros países.

La principal diferencia entre el M4 y el M4A1 son las opciones de disparo: el M4 posee el modo "S-1-3" (seguro/semi-automático/de 3 en 3 tiros) mientras que el M4A1 tiene un modo "S-1-F" (seguro/semi-automático/automático). El modelo denominado M4 MWS (Modular Weapon System) posee un conjunto de accesorios que incluye un lanzagranadas M203, bípode, cacha delantera (foregrip) RIS, asa y mira trasera removible, sistema láser AN/PEQ-2 y otros dispositivos adicionales. Debido a su cañón más corto que el del M16, su alcance efectivo es de 150 metros (combate urbano) y su alcance máximo es de 460 metros. Actualmente se fabrica una variante del M4A1 (921) con cañón grueso (bull barrel) para facilitar la disipación de calor en modo automático y un aislante (buffer) denominado H2 que consiste en dos contrapesos de tungsteno y uno de acero. A dicha variante se le conoce como Colt modelo 921HB (por Heavy Barrel), aunque su denominación militar no varía (M4A1). Los otros fabricantes de armas similares al M4 (como Heckler & Koch, Bushmaster y la canadiense Diemaco) han proporcionado tales carabinas al SASR (Australian Special Air Service Regiment) y el SAS británico. Otros países que utilizan el modelo M4 y sus variantes son: Afganistán, Argentina, Australia, Brasil, Colombia, Corea del Sur, Chile, Filipinas, Francia, Gran Bretaña, Grecia, Indonesia, Israel, Egipto, Japón, Jordania, Líbano, Malasia, México, Pakistán, Perú, Polonia, Singapur, Tailandia y Turquía. Entre las deventajas del M-4 respecto al M-16 (además de su menor rango o alcance efectivo) se encuentra la menor velocidad inicial de las ojivas, más ruido y calor generado, vibración y calor de la empuñadura, algunos problemas de alimentación cuando se utiliza intensivamente, poca facilidad de mantenimiento y mayor desgaste de su mecanismo debido al menor tamaño de su sistema operado por gases. Se dice que el ejército de EU favoreció su adopción a pesar de que en las pruebas M4 tuvo un desempeño inferior al Heckler & Koch XM8, FNH SOF Combat Assault Rifle (SCAR) y el Heckler & Koch HK416. Sin embargo, los precios bajos ofrecidos por Colt fue un factor determinante en la elección final. A pesar de ello, 85% de los soldados norteamericanos encuestados manifestaron estar satisfechos con el desempeño de su M4 en combate en Iraq y Afganistán.