M4A1是一款由美国柯尔特公司（Colt）研制的突击步枪，它是M4步枪的改进型。M4A1的主要改进包括将原来的固定式提把改为可以安装不同瞄准装置的M1913导轨，即平顶型机匣，并且枪管缩短至14.5英寸（370mm），枪管上增加了一个缩颈用以挂装M203榴弹发射器，采用伸缩枪托，射击方式为半自动和全自动，护木内采用了双层的铝制隔热屏。

在射击时，M4A1的工作原理如下：

火药燃气推动：

当子弹被击发时，火药燃气从枪管上方的导气管被引出到后面的枪机框，并直接推动枪机框运动。

枪机动作：

枪机框在火药燃气的推动下前进，枪机上的锁耳同时兼作给弹唇将子弹从弹匣中推出来送进药室。枪机顶着子弹撞上药室后向后退，但由于枪机导杆在枪机槽上面的轨迹约束，枪机导杆向左后方滑动，导致枪机发生向左转滚转的动作。这个滚转动作协助完成闭锁和开锁程序。

闭锁与开锁：

枪机滚转后，锁耳与药室的锁耳相抵触，完成闭锁。击发后，弹药产生的气体除了将弹头向枪口方向推送外，还会被前方准星座中的不锈钢管直接回传吹送，将枪机槽向后推。枪机槽向后移动后，枪机导杆在轨迹约束下向前中央滑动，枪机发生向右转滚转的动作，锁耳从药室锁耳的间隙中滑出，退壳钩完成退壳程序，顶壳针将弹壳抛出，开锁过程结束，准备下次闭锁。

这种工作原理使得M4A1能够在射击时实现高效的自动或半自动射击，同时保证了射击的准确性和可靠性。