A2的枪管只有护木之前的部分比较厚。护木下的枪管部分和M16A1相同，以兼容M203榴弹发射器。M16全枪长40英吋（1.02米），当中其标准枪管长20英寸（508毫米）。斯通纳在AR-10原型枪上试验了薄钢枪管衬套并加以铝质隔热屏以减轻重量。但是在春田兵工厂的一次测试中一根枪管发生了爆裂。M16利用直接导推式原理，从导气孔进入的高压气体进入通过导气管，直接推动机框进行自由行程，这种结构使射击精度较高，而且减少了独立的活塞和活塞筒，缺点是容易变得肮脏。因此，M16相比起採用导气活塞原理的枪械更需要经常清