M4はアメリカ特殊作戦軍でも採用されており後述するSOPMODキットを装着したモデルが標準となっている（特殊作戦部隊では部隊や個人の裁量によってアクセサリー類の変更が許されているため必ずしもSOPMODキットを装着しているとは限らない）。SOPMOD-II（Special Operations Peculiar Modification-II/特殊作戦用装備-2）用M4A1キットは、アメリカ特殊作戦軍により、その管轄下の部隊での運用のため開発された。現行のM4A1キットの特徴は、Daniel Defense社によって開発されたRIS（Rail Interface System）IIハンドガードシステム、KAC社製バックアップサイト、EOTech社製ホログラフィックサイト、ACOG（Advanced Combat Optical Gunsight）、ELCAN社製倍率可変スコープ、Insight Technology社製LA-5/PEQ(可視/赤外線レーザーサイト、赤外線イルミネーター)及びウエポンライト、Surefire社製サプレッサー、全長が短くなり迅速に着脱可能になったM203 グレネードランチャーと専用サイト、暗視装置、サーマルスコープなどである。このキットは配備から数年が経過しており改良後継型のSOPMOD-IIIが試用されている。SURG（Suppressor Upper Receiver Group/サイレンサー一体型アッパーレシーバー）用M4A1キットもSOPMODキットと同じくアメリカ特殊作戦軍により採用された。名称の通りサイレンサーの使用による静音性能の向上が図られている。また、銃本体の使用による熱がサーマルサイトの使用によって発見されることを防ぐためガスピストン方式の採用による発熱の抑制も考慮されている。契約企業がシグ社であるためかSIG MCXのような折り畳み式ストックも装備されている。
M4はアメリカ陸軍、海兵隊、空軍の正式な主力小銃として採用されている。また、射撃障害が多かったアルミ製の従来の弾倉に代わり新しくマグプル社の樹脂製PMAG gen3弾倉の導入決定した。M4とM4A1はナイツアーマメント社（KAC）やP&S社のRASハンドガードと着脱式キャリングハンドルを装着し、アッパーレシーバー上部とハンドガードにピカティニー・レールを装備しACOGやMATECHバックアップサイトを容易にマウントすることを可能にした代表的なカービン銃である。現在、政府は全てのM4をヘビーバレル化、フルオート化、アンビセレクター化することを目指しておりヘビーバレルの製造をコルト社に、アンビセレクターの製造をManufacturing Support Industries社とOG Technologies社に依頼した。また、細かな仕様変更としてフロントサイトにサイドスリングマウントが増設されている。なおアメリカ軍では、2013年からM4A1調達契約をコルト社より54%も安い金額を提示して落札したFNハースタル社からの購入に切り替え、新しく製造されるものはFNハースタル社から調達している。余談としてRASハンドガードは、コルト社のモデル925をM4E2の制式名称で試験した際に装着していたハンドガードを量産したものであり、モデル925自体は廃盤になっている。
1980年代初頭、アメリカ軍は、歩兵用小銃をM16A1からM16A2に切り替えることを決定した。M16A2は、NATOの各国と標準化した新型の5.56mm弾（5.56x45mm NATO弾; SS109あるいはM855）に対応し、銃身が太くなったほか、フルオート射撃にかわって3点バースト射撃を導入するなど、変更点は少なくなかった。このことから、それまで使用されていたM16A1ベースのカービンとは別に、M16A2をベースとしたカービン・モデルとして開発されたのがモデル723（フルオート）およびモデル725（3点バースト）である。アメリカ軍は、特殊部隊向けにモデル723を少数発注した。また、1983年、カナダの旧ディマコはモデル725をC8カービンとしてライセンス生産し、M16A2の小改正型（モデル715）であるC7小銃とともにカナダ軍に配備した。また、アラブ首長国連邦は、M16A2の太い銃身にM203グレネードランチャーを装着できるよう、銃身の一部を細くくびれさせたモデルを発注し、このモデル727は、アラブ首長国連邦の首都からアブダビ・カービンと通称された。これらを踏まえて、アメリカ軍は1984年より、制式カービンの開発要求を行なっており、モデル720はその候補としてXM4カービンとして選定された。そして、1994年に、小改良を加えられたモデル720はM4カービンとして制式化された。また、キャリングハンドルを着脱式としてレシーバー上にピカティニー・レールを追加したモデルが開発され、モデル920(3点バースト)およびモデル921(フルオート)として生産された。これらは順次、モデル720にかわってM4およびM4A1として納入された。
ブローオフバルブは、スロットルが閉じられた際にコンプレッサとスロットルバルブ間の余剰圧力を解放することで、スロットルレスポンスの悪化やコンプレッサブレードの負荷の原因となるコンプレッササージングを防ぐ。予混合燃焼機関ではスロットルバルブでエンジンの出力を調節し、特に自動車などの用途ではスロットルを急速に閉じる頻度が高い。ターボチャージャー付のエンジンでは急速にスロットルを閉じてもターボチャージャーは慣性によって高速回転を続けるため、ターボチャージャーで圧縮された空気がスロットルに遮られて行き場を失う。圧縮された空気はコンプレッサーの回転を阻害する方向に圧力を与えてコンプレッサブレードに大きな荷重がかかり、回転速度が低下して再加速時にスロットルレスポンスの悪化を招く。ブローオフバルブはターボチャージャーを搭載したガソリンエンジンに特有の欠点を改善する装置である。また、過給圧が設計された許容範囲を超えた場合に圧力を解放してエンジンやターボチャージャーを保護する機能も持つ。ターボチャージャーを通過した吸入空気には排気再循環による排ガス成分が含まれていて、多くの国や地域では法規により排ガス成分を大気に解放しないよう定められているため、一般に販売される車種ではブローオフバルブで解放された空気はコンプレッサーの手前の吸気管に還流する配管をとっている。このことからリサーキュレーションバルブ(英: recirculation valve)やサクションリターンシステム(英: suction return system)とも呼ばれる。一方で社外パーツとして販売されているブローオフバルブには吸入空気を再循環させずに大気解放するものもある。ブローオフバルブの基本構造はダイアフラムバルブであり、通常時はスプリングによってバルブが閉じられている。アクチュエーターチャンバーは電磁弁を介してインテークマニホールドに接続され、スロットルが閉じられると電磁弁が開いてインテークマニホールドの負圧が作用してバルブを開く。また、過給圧がある一定以上になるとスプリングがバルブを閉じる荷重を上回り、バルブが開かれる。電磁弁の開閉はECUによって制御され、バルブを閉じるスプリングレートはエンジンの許容最大過給圧に達すると作動するように設定されている。ディーゼルエンジンを除きほとんどのガソリンエンジンのターボ車に標準装備されているが、稀に純正の状態では付いていない車種が存在する。