M1艾布蘭主力戰車

MBT-70計劃

美國陸軍早於1950年代中期便計劃開發取代M48巴頓戰車的後繼車型，期間曾製造多輛T95中型戰車的原型車，不但安裝了120毫米線膛炮進行測試，也測試了在當時屬於高新科技的液氣懸掛系統及燃氣渦輪引擎，但由於技術複雜及成本過高，美軍決定中止計劃，改採較成熟可靠的方案，其成果即是由M48中戰車改良而成的M60主力戰車，不過M60巴頓畢竟是M48巴頓的改良產品，所以美軍當時只將M60戰車視為過渡性的裝備，仍在尋求可取代巴頓戰車的全新車型。蘇聯T-62戰車在1960年代初期服役後，其115毫米口徑滑膛炮具有強悍的穿甲能力，對歐美各國當時仍採用傳統裝甲的戰車造成很大的威脅，美國於是在1960年代中期與西德合作開發MBT-70主力戰車。
MBT-70的設計採用許多新理念及新技術，為抵禦反戰車飛彈常用的成形彈藥攻擊，MBT-70採用間隙裝甲，使用可大幅提升越野效能的液壓懸掛系統，同時為改善傳統戰車駕駛員因為單獨坐於車體內，不能與炮塔內的車長及炮手直接溝通的缺點，MBT-70採用了將駕駛員由車體移到炮塔內的破天荒設計，透過特殊機械設計令駕駛員可抵消炮塔旋轉保持面向前方。MBT-70的火炮及引擎則有美國和西德不同版本，美國採用可發射一般炮彈並兼具發射MGM-51橡樹棍反戰車飛彈功能的XM150E5 152毫米口徑短炮身線膛炮，西德計劃採用120毫米口徑滑膛炮，而炮塔的後方裝有一支遙控操作的20毫米口徑機炮。美國版的動力系統計劃採用加速快的燃氣渦輪機，而不是西德版使用的柴油引擎，兩國都計劃在MBT-70使用新穎的液壓傳動系統，令改變速度及轉向都有比傳統齒輪傳動有更平順。雙方曾製造多個車體及炮塔進行驗證，而首輛供正式測試的原型車於1968年完成及展開測試。雖然MBT-70使用的技術在當時是相當先進，但許多新開發的技術並不成熟，而且美德兩國對MBT-70的規格存在不少歧見，開發金額大幅上漲至原訂的五倍，西德因此於1969年退出計劃，並以自行開發名為豹二型的新戰車取代，美國國防部雖然曾繼續單獨維持MBT-70計劃，但考慮到技術不成熟的MBT-70仍要投入難以估計的開發資金，於是在1970年決定將計劃取消。國防部之後一度考慮修改MBT-70的原設計，將原本西德負責設計的組件換掉，以XM803為名開發MBT-70的低成本版本，但美國國會在1971年審查國防部的新戰車計劃，對XM803計劃的績效提出質疑，該計劃亦因此而被取消。

XM1計劃

雖然MBT-70以取消告終，但執行該計劃期間開發的新技術和新組件，仍為美德兩國研發新一代戰車帶來技術儲備。美國陸軍於1972年3月為取代M60戰車重新制定技術指標。美國國防部於1973年4月提出名為XM815的新一代戰車開發案，並為研發這款新戰車展開招標，而中標的廠商將可獲得3312輛新戰車的訂單。克萊斯勒汽車防衛部門與通用動力分別提交自己的設計方案，國防部於同年6月向這兩家廠商批出三年期的戰車開發合約及研製原型車的經費，克萊斯勒汽車獲分配6千8百萬美元，而通用動力則取得8千7百萬美元，兩家廠商需於指定時間內按技術指標，各製造一輛原型車進行評測。兩家車廠於1976年2月將各自的原型車送交美國陸軍在馬利蘭州的亞伯丁試驗場展開測試。
雖然兩輛原型車均安裝M68A1 105毫米口徑炮，但外觀輪廓有不少差異。通用動力在炮塔的前方採用大傾角的設計，炮塔有較佳的正面避彈外形，在車體兩側的六個路輪直徑較大，動力系統選用較成熟的柴油機。克萊斯勒汽車設計的炮塔體積較大，正面呈箭頭形，在車體兩側有七個路輪，但直徑較小，動力系統用上較前衛的燃氣渦輪機。美國陸軍於1976年7月表示較傾向採用通用動力的設計方案，但國防部認為新戰車需要在將來安裝120毫米口徑滑膛炮，因此要求兩家廠商為這項修改提交改造計劃和相關資料。1976年11月，國防部經比較後決定由克萊斯勒汽車得標，這項計劃的編號亦更改為XM1。國防部選取克萊斯勒汽車的方案，其中一個原因是將來改用120毫米滑膛炮時，克萊斯勒汽車對原設計的改造範圍較小，重量和改造的時程都較易控制，可避免出現超支。由於西德亦有意向美軍推銷其新開發的豹二型戰車，其主承包商克勞斯-瑪菲曾於1976年將一輛豹二型的原型車運到美國的亞伯丁試驗場，與在XM815戰車開發案中勝出的克萊斯勒XM1原型車一同接受評估。美國陸軍測試後認為兩車型的火力及機動力相近，但防護力方面則以XM1較佳，所以國防部於同年12月決定繼續開發XM1作為美軍新一代戰車。克萊斯勒汽車在1977年至1978年間陸續製造了11輛編號為PV-1至PV-11的先導車輛（Pilot Vehicle ）供美軍作深入測試。
美德兩國在1960年代後期合作研發MBT-70戰車雖然以破局告終，之後雙方各自發展自己的新一代主力戰車，但兩國仍保持技術交流，並改為次系統及零部件層面的合作。西德豹二型戰車的射控系統便是與美國休斯公司合作開發，因此其系統設計及操作方式都與M1戰車甚為相似，豹二型所配備的熱成像夜視儀也是由美國德州儀器開發並授權蔡司公司在西德境內生產，而美國考慮為M1戰車的改良型換裝新炮提升火力時，最後選用了西德萊茵金屬Rh-120滑膛炮。美國亦曾經提供M1戰車的動力系統，即萊康明AGT1500及艾利森DDA X-1100-3B液壓自動變速箱供西德試用，但西德方面認為不適合而沒有選用。

定型及量產

XM1於1978年設計定型，外觀跟1976年的首輛原型車有不少修改，炮塔正面改為傾斜的多邊形設計，車體正面的輪廓也有所修改。國防部將這款新型戰車的型號定為M1，為紀念在二次大戰有顯赫戰功的克雷頓·艾布蘭上將，美軍決定將M1戰車以其名字命名，同年XM1首度對外公開。美國國防部於1979年5月批准生產110輛初始量產型的M1戰車供作戰部隊試用，同年位於俄亥俄州的利馬戰車工廠（Lima Army Tank Plant）展開M1戰車的量產，首批M1戰車於1980年進入美國陸軍服役。由於通用動力於1982年2月向克萊斯勒汽車收購其原本負責開發及生產M1戰車的防衛部門，所以M1系列的生產及後續開發，都轉交原本是競爭對手的通用動力負責，而通用動力於1982年3月成立通用動力地面系統（General Dynamics Land Systems）專責承擔M1戰車的後續發展工作，而在密西根州的底特律兵工廠（Detroit Arsenal Tank Plant）也於同年參與生產M1戰車。

1991年波斯灣戰爭

伊拉克於1990年8月佔領科威特後，美國展開沙漠之盾行動阻止伊拉克進一步入侵其他鄰國，以美軍為首組成的聯軍在沙烏地阿拉伯展開部署，為準備地面戰，美軍M1戰車開始運送包括M1戰車在內的重型裝備都沙烏地阿拉伯與伊拉克及科威特接壤的邊境，總共有1848輛M1/M1A1被部署至沙烏地阿拉伯及土耳其。美軍部署於沙烏地阿拉伯的主力裝甲部隊是原駐防於西德的第一裝甲師和第三裝甲師，因為M1戰車的重量超過55噸，需要運送的車輛又多，所以是先以海路運送到沙烏地阿拉伯在波斯灣的港口，運抵後的M1經整備後再自行開赴前線，海運從伊軍侵入科威特後不僅即開始，持續數月。美軍在1991年1月展開沙漠風暴行動將伊拉克軍驅逐出科威特，最終部署於沙烏地阿拉伯的M1/M1A1被投入戰場。
由於這是M1/M1A1首次投入實戰，所以美軍做了充分準備。部分M1A1加安裝了貧鈾裝甲套件成為M1A1HA，並配發了使用貧鈾彈芯的M829A1翼穩脫殼穿甲彈；戰前進行了平均3個月的連續實車訓練；同時中情局通過秘密途徑一直在關注伊拉克武器的技術狀況，甚至在開戰前又再次確認了伊軍主力T-72戰車仍在使用3VBM7型（含3BM17鋼芯）的125毫米口徑穿甲彈，此彈於1972年服役，爲蘇軍自用3BM15鎢芯穿甲彈的出口型，以美國的M60巴頓戰車及西德的豹一型戰車為打擊目標，雖然蘇聯本身已換裝3BM32及3BM42等新式彈藥，但當時仍未有出口。
美軍在戰前已獲知伊拉克的T-72戰車仍在使用蘇聯早於1980年代初淘汰的3VBM7型脫殼穿甲彈，也取得3BM17鎢芯穿甲彈的技術效能參數，但因為M1之前未有面對蘇聯125毫米口徑滑膛炮的實戰經驗，所以美軍對作戰的準備十分謹慎，在戰前為部分M1A1的複合裝甲改裝貧鈾夾層，增強抵禦翼穩脫殼穿甲彈攻擊的能力。安裝貧鈾裝甲套件的位置主要是與敵方地面部隊交戰時最易被直接擊中的位置，即炮塔的正面和炮塔前部成員艙的側面，以及車體駕駛員前方。因為加裝貧鈾裝甲套件後重量增加，所以裝備貧鈾裝甲的M1A1HA都換用加大橡膠塊面積的T158型履帶。
M1戰車不但在火炮及彈藥具有優勢，在射控系統及夜戰配備更是超越伊拉克的戰車最少一個甚至兩個世代，美軍的M1裝備有鐳射測距儀及先進的彈道電腦，在行進間射擊都有高命中率，伊拉克軍很多戰車仍在使用舊式的光學分度鏡進行測距，射控裝置簡陋，瞄準費時又不準確，即使採取定點射擊的命中率都不高。M1戰車的射控系統整合有熱成像夜視儀，無需依靠外來光線都可在全黑的環境下接戰，相反伊拉克的各型戰車仍在使用主動式紅外線夜視儀，依靠炮塔上與火炮聯動的紅外線燈搜尋及瞄準目標，伊拉克軍的T-72在配備有熱成儀的M1戰車面前使用紅外線燈搜尋目標，等同向美軍告知自己位置，令伊拉克軍在夜戰時損失慘重。因美軍掌握制空權占據戰場主動，伊拉克軍的軍事調動大受限制，採取守勢的伊拉克陸軍主要在有防空火力保護的要地充當固定炮台使用，為了加強偽裝，更將戰車的車體埋入沙堆之下及使用沙包加強保護，只突出炮塔用來開火發動伏擊，伊軍認為這樣可令戰車較難被美軍發現及擊中，但是美軍M1戰車的瞄準器配備有熱影像夜視儀，只要伊拉克軍的戰車發動引擎驅動炮塔，引擎產生的廢氣和熱力就會被美軍的熱像儀發現，令企圖在夜間發動伏擊的伊軍戰車，尚未發現美軍戰車就被擊毀，雖然伊軍將部分戰車埋入沙堆，但美軍M1A1的120毫米口徑穿甲彈仍能穿過沙堆和沙包再貫穿伊軍的戰車。由於美軍的M1A1在各方面的效能領先伊拉克軍所配備的T-72、T-62和T-55，聯軍又取得制空權，可以派出大批攻擊機和直升機炸射伊軍裝甲部隊，所以美軍在波斯灣戰爭出現一面倒的戰果。
在整個海灣戰爭中，美軍總共有23輛M1/M1A1損毀。由於當時的M1戰車未有敵我識別裝置，所以在天候惡劣的沙漠及在夜間使用夜視儀作戰時，曾經發生誤擊友軍的事件，受損的9輛中有7輛是由友軍的火力所致，所以敵我識別裝置在戰後成為M1的標準裝備。有兩輛屬於第24機械化步兵師197旅的M1A1在1月24日在戰鬥中陷入沙漠的泥沙中無法動彈，因拖救不易而遭美軍自行破壞，其餘受創的M1A1仍可拖救並在修復後繼續服役。在戰爭期間沒有M1戰車的組員因作戰而死亡，包括被敵方擊中或友軍誤擊，即使車輛被擊毀，但車上人員也都生還，只有極少數人員傷勢較重。
M1除取得輝煌戰績之外，在戰爭期間亦表現出高妥善率，就連先前備受抨擊的燃氣渦輪引擎在戰爭中的表現亦相當可靠，顯示美軍已經克服了在沙漠中操作燃氣渦輪引擎的不利因素，在100小時的地面戰中，第7軍團與第18空降軍團的M1A1妥善率高達90%，屬於第七軍團的第三裝甲師共有300多輛M1A1，在一晚間推進達200公里，但沒有發生任何拋錨故障；僅被多國部隊司令官諾曼·施瓦茨科普夫將軍指責進展緩慢，試圖切斷科威特城以北通向伊拉克公路的M1因燃料車往返運油未能跟上一度停駛，後緊急調用運輸機空運送油。歸功於美國有效而完善的龐大後勤體系。由於燃氣渦輪引擎需要保持引擎燃燒室的壓力，在怠速時仍需維持渦輪高速運轉，因此功率調節範圍較柴油引擎小。由於引擎轉子軸的溫度變化會使渦輪葉片間距出現改變，冷機緊急啓動時不均勻的升溫會引起葉片摩擦磨損葉片。因此在海灣戰爭中M1及M1A1被要求保持引擎運轉，維持熱機狀態避免機械故障，造成較大的燃料消耗，M1雖然可攜帶1900公升燃料，但每推進8小時便消耗約1100公升燃料，所以需由一支專屬的油罐車補給車隊，在其後方的安全距離尾隨確保可以適時補給。
另外，雖然貧鈾裝甲可能存在輻射問題，但當時未有被重視，有指車組成員每執行3天作戰任務，受到的輻射劑量約等於1次X光檢查，不過相對貧鈾穿甲彈造成的輻射污染已屬微不足道。貧鈾穿甲彈或貧鈾裝甲被擊毀後會局部氣化，在當地或會造成輻射塵埃污染。

2003年伊拉克戰爭

伊拉克戰爭期間的2003年10月29日，一輛M1A2遇上由500公斤炸藥再加上榴彈製成的爆炸裝置，被這個埋在地下的大型炸彈的爆炸力掀掉炮塔，造成乘員兩死一傷，成為開戰後第一起涉及成員死亡的事故，而在1991年的波斯灣戰爭唯一的乘員死亡原因是一輛M1A1墜入底格裏斯河。此後的戰事中，能看到多張M1被擊毀的慘狀相片流傳，大多數是被遊擊隊的RPG擊穿側面或被埋設的重型IED炸斷履帶失去行動能力，或故障無法拖回，由美軍自行開火銷毀。由於將彈藥統一放於炮塔尾隔艙，隔艙上方有兩個由裝甲防護的大型開口，所有被反戰車彈藥擊中的M1即便彈藥殉爆也只掀翻彈藥隔艙裝甲頂蓋，而不會掀飛炮塔。據2003年6月20日《簡氏周刊》，美軍遇到一輛M1被擊中炮塔彈藥艙引發殉爆的事例，是排爆門挽救了乘員的生命。
據海灣戰爭的損失經驗，幾乎全部命中側面的紀錄都是在進攻伊軍陣地時發生，而大多數擊中的都是車體，且M1的車體和炮塔相對T-72都大一號，可見在進攻時遇到開火的距離相對較近而此時車體相當暴露，敵彈很易擊中車體。有一輛M1被單兵攜帶的RPG7擊穿車體中後部，引發油箱失火無法滅火只得棄車，然後乘員在車裏撒了油和機槍彈，將炮彈艙打開扔了幾顆燃燒手榴彈銷毀戰車，然後人員步行撤離。後上級認爲乘員撤離前未來得及銷毀炮塔內的諸多電子裝置，爲免被敵方俘獲，由美軍另一輛M1A1朝該車發射一枚120毫米貧鈾穿甲彈，從右側擊穿M1炮塔裝甲，但僅見一個小洞，外觀依舊完整；又先後動用A10攻擊機空射兩枚小牛飛彈；但首枚未能命中只將車體左前方的地面炸出一個大坑；另一枚從炮塔正面擊穿炮塔右前裝甲，裝藥在擊穿炮塔後，隨即在車底沖擊出一個大坑，並使懸掛系統垮塌，部分負重輪變形外翻，由此確定該車所有裝置被徹底銷毀。事後美軍在現場勘測，檢查此車被RPG7、120毫米貧鈾彈和小牛飛彈擊穿的三處，爲此開發了TUSK升級套件，在裙闆上加裝主動裝甲模組。
在伊拉克戰爭中，美軍有數輛M1A1曾於巴格達南面與伊拉克軍的7輛T-72在50公尺距離上對戰，結果美軍在無損失下殲滅所有伊軍戰車。但是後來在伊拉克各地與殘餘的薩達姆部隊及阿爾蓋達等恐怖組織發生的巷戰，美軍的損失則較重，到2005年3月，共有80輛M1系列戰車失去戰鬥力。

2014年伊拉克內戰

2008年起，伊拉克斥資20億美元向美國購買M1A1、M113等裝甲車輛及所需的維護服務，裝備伊拉克安全部隊ISF。其中6億美元直接用於購買總計152輛美軍庫存的M1A1，但沒有貧鈾裝甲夾層。2010年至2011年交付140輛，2013年和2015年又分別補充6輛。2011年伊拉克政府的安全部隊第九裝甲師成軍，下屬第34（70輛M1A1），35（70輛M1A1），36、37（125輛T-72和輔助裝甲車輛）等四個重裝甲旅，另有其它輕裝甲旅、自走砲支援旅等單位。2014年美國批準再向伊拉克出售包含175輛M1A1，總值26億美元的裝甲裝置以及維護費用，可再裝備5個重裝甲營，後伊拉克未採納。
2014年6月起的伊拉克亂局中，伊拉克政府的安全部隊第九裝甲師（裝備M1A1戰車）於7月10日的戰鬥中，由於伊拉克政府對伊斯蘭國的突擊嚴重缺乏準備，對戰爭動員又反應緩慢，伊拉克政府軍整個連隊遭伊斯蘭國遊擊隊摧毀，損失至少2輛M1A1和伴隨的6輛M113甲車，對方使用的是土製地雷（重型IED）和RPG，配合埋伏戰法，可見裝備的戰力和戰術策略以及人員品質高度相關。隨著實戰經驗的累積，伊拉克政府軍在戰場上的表現也越來越優異。2016年4月，伊軍在奪回希特鎮的戰鬥僅靠著一輛M1A1便撕開伊斯蘭國遊擊隊的防線、摧毀汽車炸彈，幫助伊軍奪回希特鎮的城市控制權。美軍顧問甚至為其取了一個名為「野獸」（The Beast）的綽號。
至2018年為止，伊拉克安全部隊因戰損和遺棄共損失60餘輛M1A1，剩餘的M1A1也因維護複雜而處於閑置狀態。雖然伊拉克除購買戰車外也向美國維修商支付了維護費用，但戰爭期間美國承包商不願冒險前往戰場進行維護，伊軍自己又僅能進行作簡單的維修，對於引擎檢修則束手無策。由於伊拉克軍在兩伊戰爭時期已大量使用包括T-72在內的俄制戰車，而且伊軍已建立維修體系，所以伊拉克安全部隊在2017年向俄羅斯訂購了73輛加強防護的T-90S，全面換裝第九裝甲師旗下的第35裝甲旅。第35裝甲旅剩餘的M1A1移交同屬第九裝甲師的第34裝甲旅。
截至2018年，第九裝甲師麾下，由第九裝甲師第34重裝甲旅「沙漠雄獅」操作伊拉克剩餘的、共約80輛的M1A1，以增強首都及主要城市的裝甲防禦能力，投入巴格達首都防衛圈；第35旅則全部換裝為73輛T-90S；第36、37裝甲旅仍裝備約120輛T-72及輔助裝甲車輛。另有9輛原屬伊拉克安全部隊的M1A1被伊朗支援的什葉派民兵獲取。

整體設計

自二次大戰結束後推出的M46巴頓戰車起，到韓戰時期的M47巴頓戰車及M48巴頓戰車，以至於1960年的M60巴頓戰車，作為當時美軍主力的巴頓戰車，雖然嘗試平衡各方面的效能，但每個版本都只是作局部修改，各方面效能都不突出，外觀高大笨重但火力平平，機動力不如同期的蘇聯T-62、西德豹一型及法國AMX30，火力及防護力也比不上英國酋長式，美國於1960年代開發的MBT-70嘗試應用新理念及各種新技術尋求突破，例如將駕駛員移入炮塔內的設計，但其理念及技術上的不成熟，加上研發費用不斷上漲導致計劃告吹。M1的開發計劃吸取先前MBT-70的經驗，恢復採用傳統三人炮塔及駕駛員在車體前部的布局，但全車是重新設計及採用最新技術，一反過往巴頓戰車的高大構型而採用外形低矮的設計，炮塔以多個傾斜平面構成，外觀帶有時代感，完全沒有巴頓戰車的影子。
M1的車長位於炮塔右方，炮手席在車長前方的炮塔內，裝填手位於炮塔左方，而駕駛員則坐在車體的前方。車長擁有一個設有六具潛望鏡的車長槍塔，而在炮塔左方的裝填手艙蓋亦有一具觀察潛望鏡。駕駛員位於車頭的中央，為了降低車體的整體高度及車頭有較佳的避彈角度，駕駛員的座椅採用半臥式設計，駕駛員艙蓋有三具潛望鏡，中央的潛望鏡可加裝星光夜視儀。
配備105毫米52倍徑M68A1線膛炮的M1戰車於1979年起量產，於1980年在美國陸軍服役，M1的生產線於1984年起生產加厚炮塔正面裝甲的M1IP，1985年配備120毫米口徑M256A1滑膛炮的M1A1獲美軍正式採用後，美軍將原有M1IP的訂單改為M1A1，因此配備105毫米火炮的M1於同年量產結束，由改良型的M1A1取代。

火力

雖然M1在開發時已計劃裝用120毫米口徑炮，而蘇聯在1970年代後期開始在東歐大量部署T-72及T-80戰車，對仍然以M60A1戰車為標準配備的美軍駐德地面部隊構成重大威脅，不過美軍當時並不打算直接安裝西德萊茵金屬的44倍徑120毫米口徑滑膛炮，而是希望進一步自行改良及在美國本土製造，但是在蘇聯新型戰車與日俱增下的威脅下，美軍並不能等待120毫米滑膛炮的改良工作完成後才開始部署M1，所以M1基本型及M1IP都仍是使用上一代M60巴頓戰車，源自英國L7線膛炮的105毫米52倍徑M68A1線膛炮，但車內預留有充裕的空間供升級使用120毫米口徑炮。M68A1的炮身裝有隔熱套管及設有排煙器，並在炮口處設有測量炮管彎曲的校正裝置提升射擊精確度。配備105毫米口徑線膛炮的M1戰車備彈共55發，雖然105毫米口徑線膛炮發射穿甲彈的炮口初速和動能不及最新的120毫米口徑滑膛炮，對付蘇聯已加掛反應裝甲的T-72及T-80戰車時嫌有不足，但優點是技術成熟及可用的彈種較多。
M1的射控系統由休斯公司主導開發，位於炮塔右上方的炮手主瞄準鏡設有獨立的穩定系統，火炮具有自我穩定能力，可作行進間射擊。主瞄準鏡配有德州儀器研發的熱成像夜視儀，令M1戰車無需依賴外來光源，在全黑的環境下作戰。射控系統由彈道電腦、鐳射測距儀、環境探測器及炮管測量器等裝置組成。鐳射測距儀可迅速計算目標的距離，在炮塔後方的環境探測器會收集環境溫度、風向及大氣壓力等資料，炮手只需將目標保持在顯示屏的中心線，射控系統的彈道電腦便會不斷收集目標距離的資料，算出目標的運動速度，並加入風向、風速、氣溫、大氣壓力及炮管彎曲度等資料，作為射擊的修正資訊，又根據所選用的彈種，計算預定的彈著點，同時不斷調節火炮的俯仰角，及計算開火時炮塔的旋轉角，一旦炮手按下開火按鈕，射控系統就會發送指令對火炮的俯仰角及炮塔的旋轉角度作最後修正及控制火炮開火。這套射控系統能夠令火炮穩定地跟蹤及瞄準目標，即使M1戰車在行駛期間都可以攻擊移動中的目標，射擊命中率更是數一數二。M1的射控系統具有車長越權開火的功能，當車長發現更具威脅性的目標出現時，可以超越炮手的權限越權瞄準目標開火，加快對高威脅性目標的反應速度。
在M1戰車的炮盾右方裝有一支7.62毫米口徑的M240通用機槍。在炮塔頂部的右方設有一個配有六具潛望鏡及可電動旋轉的車長槍塔，上方裝有一支可在車內手搖操控俯仰角的12.7毫米口徑的M2重機槍，這個車長槍塔可讓車長無需伸出車外便可操作機槍。裝填手艙蓋的左前方裝有一支7.62毫米口徑的M240通用機槍，但需要伸出車外操作。M1戰車備有900發12.7毫米子彈，10,400發7.62毫米子彈。在炮塔兩側各有一組六聯裝66毫米口徑的M250煙霧彈發射器，除可以發射煙霧彈外，也可使用人員殺傷用的榴彈。

防護力

美軍在1973年提出XM815計劃時已要求這款新戰車需要有新型裝甲增強防護力，據指參與提交新戰車設計方案的萊斯勒車廠防衛部門曾於1973年7月前往英國喬巴姆鎮，參考由英國國防部下屬車輛工程局新開發的「喬巴姆裝甲」，但沒有資料顯示M1戰車是直接採用喬巴姆裝甲，其裝甲應是克萊斯勒車廠防衛部門在美國陸軍的彈道研究實驗室（Ballistic Research Laboratory）指導下開發。M1採用的裝甲是一款以陶瓷為夾層的複合裝甲，對高爆破甲彈及動能穿甲彈的防護表現均優於傳統鋼制均質裝甲及間隙裝甲。複合裝甲主要安裝在最易被擊中的位置，包括車體的正面，炮塔的正面和側面的前半部。過往的戰車炮塔為達到理想的傾斜避彈構型，因此多採用較容易造成曲面輪廓的鋼鐵鑄造工法生產。由於複合裝甲是由多種物料製造的夾層組成，如採用曲面構型不但加工難度較大，亦不利於複合裝甲的安裝及維護。蘇聯設計的戰車自二次大戰的T-34起一直強調傾斜避彈構型，雖然蘇聯的T-64、T-72及T-80都繼續保持傾斜及低矮的避彈構型，但在安裝複合裝甲時勢必面對曲面加工的困難。西德豹二型的炮塔完全由垂直平面所組成，雖然可令複合裝甲的加工和安裝較為簡易，卻失去透過傾斜構型提高防護力的優勢。M1的炮塔採用由多個平面組成的傾斜構型，既可保持一定的傾斜避彈構型，又易於安裝複合裝甲。
M1的整體高度較上一代的M60巴頓戰車低矮，可利用較低矮的正面輪廓降低被發現和被擊中的機率。由於複合裝甲對高爆破甲彈（HEAT）的防護有優異的表現，而對抗尾翼穩定脫殼穿甲彈（APFSDS）的效果也比鑄造裝甲及間隙裝甲為佳，所以採用複合裝甲的M1戰車，在防護力方面明顯較使用鑄造裝甲的M60巴頓戰車有大幅提升。M1基本型採用以氧化鋁及陶瓷作為夾層的複合裝甲，對尾翼穩定脫殼穿甲彈（APFSDS）的等效防護達到350毫米，對高爆破甲彈（HEAT）的等效防護力達700毫米，能在正常交戰距離抵禦T-62戰車的115毫米滑膛炮發射的脫殼穿甲彈攻擊。
M1的設計注重人員存活率，炮塔採用隔艙設計及設有防爆門，提高車輛被擊中後人員的存活率。當時蘇聯的T-62、T-64、T-72及T-80戰車，炮塔內的人員坐在彈艙的上方，車輛被擊中及裝甲被貫穿後，一旦彈藥被引爆，整個炮塔就會被掀起，甚至飛離車體，引致人員傷亡慘重。M1的戰鬥室與彈艙有分隔構造，炮塔前部成員艙的正面和側面可以貧鈾裝甲加強，大部分炮彈位於炮塔後方裝甲較薄的彈艙；彈艙與戰鬥室之間設有防爆門，所有炮彈都裝在獨立的容器內，防爆門平時在關閉狀態，當人員取用炮彈時使用膝部壓向防爆門的開關制，防爆門才會打開。炮塔的彈艙有特別構造，在彈艙上方蓋上洩壓闆，容許彈藥被引爆時，炸開彈艙上方的洩壓闆，使大部分爆炸壓力經由彈艙上方釋放，配合彈艙和戰鬥室之間的防爆門，可減低彈藥爆炸時波及車內人員的程度。M1配備有海龍滅火系統，當探測到彈藥艙內炮彈發射藥燃燒時的溫度驟升時即會釋放滅火劑，壓制發射藥燃燒以避免相鄰彈藥連鎖反應，提升人員的存活率。
M1備有核生化防護系統，初期型的M1使用中央過濾系統，人員各自佩戴供氧面罩呼吸經過濾的空氣。M1備有空調系統，即使在炎熱的沙漠，還是面對冰天雪地的寒冷氣候，都可為人員提供舒適的操作環境，而且車廂內的空間較為充裕，令M1在不同天候下都可維持人員的戰鬥效率。

機動性

M1戰車的動力系統與同時期的戰車相比，其中一大特色是使用燃氣渦輪引擎作為動力來源，這是繼蘇聯的T-80戰車後，另一款採用燃氣輪機作為主動力源的戰車。萊康明AGT1500燃氣渦輪引擎位於車體後部，引擎的進氣口在車體後部的上方，吸入的空氣由過濾器過濾後才流入渦輪機，渦輪機的排氣先由冷卻器降溫後再從車體尾部排出。
AGT1500燃氣渦輪引擎可輸出1500匹馬力，可使用多種燃料，相較於當代戰車常用的柴油引擎，燃氣渦輪機的加速性較佳，起動反應快，即使在低溫下亦容易啓動，適合持續高速行駛，而且震動小及較寧靜。由於燃氣輪機的部件較柴油引擎少，檢修複雜度較低。同時期能夠輸出同樣功率的柴油引擎，如西德豹二型的MB873柴油引擎都是水冷式設計，需要附設水箱及布置水冷管道，而且必須維持足夠冷卻液防止引擎過熱，M1的AGT1500燃氣渦輪引擎是通過輸入的空氣為引擎冷卻，省去液冷裝置及相關的連接管道，這亦是燃氣渦輪引擎結構較簡單的原因。
燃氣渦輪機的本身體積雖然較同出力的柴油引擎較輕較小，但因為燃氣渦輪引擎對進氣品質的要求較高，而且排氣量大及排氣溫度高，所以過濾器及冷卻器的體積都較同出力的活塞引擎為大，因此這套動力系統仍是很佔空間，而且進氣過濾器需要經常清理，避免引擎發生故障。燃氣渦輪引擎的新造價格一般都較同級出力的活塞引擎高，相比起常用的柴油引擎有大量生產商可供應組件，燃氣渦輪引擎卻只有很少廠家具備研發和製造能力，所以燃氣渦輪引擎的造價較傳統柴油引擎昂貴。由於渦輪引擎的構造與常見於車輛的活塞引擎有較大分別，所以燃氣渦輪引擎的維護人員需要接受專門訓練。
燃氣渦輪引擎在應用上最大的缺點是耗油量大，低速運轉時效率較低。雖然燃氣渦輪引擎在持續高速運轉時效率較佳，而且可在短時間內加速至全速運轉，但燃氣渦輪機在低輸出下仍要維持壓縮機轉速，避免燃燒室因空氣流量不足而熄火，即使調低引擎輸出亦不能大幅減少燃料消耗量，所以燃氣渦輪引擎的燃料消耗量大於柴油引擎，M1的油箱容量達到1900公升，比西德豹二型的1100公升多800公升，但M1的行駛距離比豹二型的550公里短，最長行程僅有500公里，如在持續低速行車時差距將更為明顯。在1991年進攻至科威特城的4天中，需要每4至6小時補充一次燃料，對部隊的後勤補給能力有較高的要求。
雖然這款新引擎在M1戰車仍在研發時，美軍已預期有耗油量大、價格昂貴及可靠性仍有待改善的缺點，但當時北約部隊與華約部隊在歐洲正處於對峙，在歐陸可能爆發大規模戰車戰的背景下，美軍認為裝甲部隊必須具備快速推進的能力，而燃氣渦輪機具有加速反應快及起動迅速，在低溫下容易起動的特點，能滿足美軍對機動性的要求，因此仍決定採用。由於美軍對新型戰車有急切需求，所以M1並未有完成全部耐久性測試便於1980年裝備部隊，但就令美軍在裝備M1初期便受到動力系統可靠性不足的困擾，其中一個主要問題是AGT1500引擎的渦輪葉片強度不足，容易因吸入的空氣存有如砂礫等異物而出現嚴重磨蝕，導致引擎經常需要拆出更換受損的渦輪葉片，令美軍前線單位對M1戰車在實戰時的效能存疑，但M1戰車作為美軍當時最重要的新型地面裝備，在持續投入資源進行技術改進及建立完善的維護體制後，M1於1980年代中期已通過包括持續沙漠行駛在內的耐久性測試，確認M1的動力系統可在惡劣環境下持續穩定地運作。
引擎配用由艾里遜開發的X-1100-3B液壓傳動系統，有四個前進檔及兩個倒後檔。液壓傳動系統比傳統純機械齒輪運作的傳動系統在變速及轉向方面都較為平滑，還可在轉向時提供無段變速，使履帶車輛在彎曲路段更易以不同半徑進行轉向，駕駛員使用一個倒T字形的方向盤駕駛戰車，令駕駛M1戰車的感受有如開一般汽車。M1的車體每側有七個路輪，採用較小直徑的路輪可降低車身高度，誘導輪在前方，驅動輪在後方，並裝有兩對頂支輪。M1基本型使用T156型履帶，履帶的表面裝有橡膠塊，除可提供較佳的附著力外，行駛時亦較為寧靜。M1使用技術成熟的扭力桿懸掛系統，維護較為簡單，車體的兩側裝有側裙裝甲保護。
M1基本型的戰鬥重量54公噸，最高時速可達72公里，越野時速為48公里，由靜止加速至時速32公里只需7秒。M1的AGT1500引擎可使用汽油、柴油及煤油作為燃料，可適應不同的部署環境轉換燃料類型，例如在1980及1990年代於西歐部署的美軍裝甲部隊，為配合北約部隊的主流而使用柴油作為燃料，但在2003年的伊拉克戰爭，因為美國陸軍大量使用直升機參戰，所以M1也使用飛機常用的煤油作為燃料，減低後勤負擔。

M1IP

雖然M1戰車的裝甲防護較前代使用鑄造炮塔的M60A1戰車大幅提升，但對比蘇聯在同期開始部署的新型戰車，美軍評估後認為M1基本型的裝甲防護並不足以應付威脅，考慮到蘇聯的T-64、T-72及T-80都配備125毫米口徑滑膛炮，又大量使用反應裝甲強化防護力，蘇聯裝甲部隊還有數量優勢，所以美軍於1984年推出改進裝甲防護的M1IP。M1IP的炮塔正面裝甲比初期型M1加厚80毫米，外觀較M1基本型的炮塔略長，所以M1IP又稱為長炮塔M1。除加厚裝甲外，開發中的M1A1部分技術亦應用在M1IP。

M1A1

在1980年服役的M1戰車雖然配有先進的射控系統，擁有優異的射擊命中率，但其105毫米口徑的M68A1線膛炮在火力上被認為不足以應付不斷推出改良型的蘇聯戰車，如蘇聯在1970年代末期推出的T-72A及T-80B便加厚炮塔前裝甲，蘇聯亦致力於開發反應裝甲加強防護力，如1985年出現的T-80BV便加裝大量反應裝甲，而最新出現的T-80U不但有新設計的炮塔，更採用新型反應裝甲，對成形破甲彈及動能穿甲彈的防護力都有明顯增強。
由於裝用105毫米口徑線膛炮的M1基本型在火力上已落後於蘇聯及西歐剛服役或開發中的新一代戰車，所以美軍在M1基本型投入量產後隨即提出開發改良版的M1，並要求裝上120毫米口徑炮提升火力。首輛裝有120毫米口徑滑膛炮的M1於1984年製造完成，並以M1E1為編號展開測試，測試項目除了調整火控系統外，亦測試引擎輸出馬力不變，但車輛負重增加下對機動性的影響。由於120毫米炮開火時產生的後坐力遠比原先的105毫米炮巨大，因此懸掛系統能否有效承受120毫米炮開火時產生的後坐力，同樣是重要的檢測項目。M1E1於1985年通過測試後獲美軍正式採用，型號定為M1A1，M1的生產線於同年以M1A1取代原先生產的M1IP。
M1A1配備一門44倍徑120毫米口徑的M256A1滑膛炮，取代M1基本型使用的M68A1 52倍徑105毫米口徑線膛炮，這款火炮是衍生自西德萊茵金屬（Rheinmetall）的44倍徑120毫米Rh-120滑膛炮，該炮本身是西德豹二型戰車的標準配備，美國取得授權生產後，由位於紐約州的沃特夫利特兵工廠加以改良，成為美軍格式的M256A1滑膛炮。M256A1滑膛炮的基本設計雖然來自西德萊茵金屬的Rh-120滑膛炮，但炮架經過改進，炮閂由橫向式改為垂直式，並降低全炮的重量及減少佔用的空間，又改進反後坐裝置，帶有液壓駐退機和同心式復進機。M256A1滑膛炮使用電力激發開火，由於120毫米口徑的彈藥直徑較大，所以備彈由M1早期型的55發減少至41發。
美國引進萊茵金屬Rh-120滑膛炮時亦取得生產配套彈藥的授權，但美軍沒有直接採用西德設計的穿甲彈，而是由陸軍彈道研究實驗室開發更具威力的貧鈾彈芯穿甲彈。最初測試的是XM827翼穩脫殼穿甲彈，XM827基本上是將西德DM13翼穩脫殼穿甲彈的鎢合金彈芯改為貧鈾製造的彈芯，利用貧鈾的高密度及穿甲時的自銳特性，使彈芯可穿透更厚的裝甲。雖然XM827的穿甲深度及準確度都達到最初設定的需求，但美軍決定開發重新設計的XM829，不但增加彈芯的長徑比，也改進發射裝藥，使穿甲效能大幅超越西德的原裝彈藥，成為美軍於1985年裝備的M829翼穩脫殼穿甲彈，此型穿甲彈可於2000公尺擊穿540毫米的均質裝甲，是M1A1在服役初期最主要的反戰車彈藥，而後美軍又於1980年代末期換裝經改良的M829A1，美軍的M1A1在1991年的波斯灣戰爭便是使用此型穿甲彈擊毀多輛伊拉克軍的T-72戰車。
由於彈藥重量增加，所以美軍曾經考慮使用自動裝彈機代替裝填手裝彈，英國Meggitt曾提交自動裝彈機的設計方案，可在維持炮塔的整體設計下，在尾艙收納34發由自動裝彈機裝填的120毫米炮彈。不過安裝自動裝彈機後，車上的人員編組便會由四人減少至三人，如進行彈藥和油料補給，及為車輛進行日常維護工作時，每名成員便須要分擔更多的工作量，在戰時如有人員因受傷而出現缺員將會大幅影響作戰效率，自動裝彈機如發生故障又難於以人力裝彈，而同樣安裝120毫米口徑炮的西德豹二戰車也是採用四人編制，所以美軍決定在M1A1維持四名組員的設計。
除改用120毫米口徑炮提升火力外，也改進了射控系統，包括改用新款環境感測器，亦改進了車長及炮手的顯示器。M1A1的複合裝甲也有所改良，對抗穿甲彈攻擊的防護力增加至400毫米以上。M1A1量產型在炮塔頂部的左前方，設有一個有裝甲密封及以螺絲鎖緊的圓形備用開口，供日後安裝當時仍在開發中的車長獨立熱像觀測儀（CITV），這個預備開口的設定可令將來在炮塔加裝觀測裝置時無需在炮塔開洞，使車輛的改良及升級更為容易。M1A1採用車廂加壓式核生化防護系統，使車內人員艙室的空氣壓力高於外界，令外面受污染的空氣不能流入人員艙室，人員可以不佩戴供氧面罩即可呼吸經過濾後的空氣，可維持核生化環境下操作的舒適性。
M1A1的重量增加至57噸，引擎的輸出功率沒有改變，路速降至時速67公里，行車距離亦縮減至約為463公里，但傳動系統及懸掛系統有所改良，越野時速仍保持48公里。

M1A1HA

考慮到T-72及T-80都配備有125毫米口徑的2A46滑膛炮，而蘇聯除了提高新式鎢合金穿甲彈彈芯的長徑比外，亦正在開發以貧鈾作為彈芯材料的尾翼穩定脫殼穿甲彈，美軍評估後認為M1的裝甲防護力不足以應付蘇聯新式戰車配合其新型彈藥的威脅，因此美軍在1980年代中期積極開發以貧鈾作為複合裝甲夾層的貧鈾裝甲，並於1986年起展開測試。貧鈾是核工業從鈾分離出鈾235後剩餘的物料，其密度高於鎢，但需要經過複雜加工才可以用於製造裝甲，而貧鈾裝甲的生產及加工技術被美國列為機密。
在波斯灣戰爭前夕，美軍為部分參戰的M1A1戰車進行改裝，其複合裝甲以新開發的貧鈾及陶瓷物料作為夾層，而使用貧鈾複合裝甲的M1A1被稱為M1A1HA，HA是表示重裝甲（Heavy Armor）。由於貧鈾的密度較高，可提升裝甲對抗動能炮彈的防護力。「貧鈾裝甲升級套件包」覆蓋炮塔正面和側面，以及車體的正面，配備有貧鈾裝甲的M1A1HA，整體防護力提升至第三代戰車的領先水平。由於改裝貧鈾裝甲後重量增加至58公噸，M1A1HA改用加大橡膠塊面積的T158型履帶。
雖然貧鈾彈藥的穿透力出色，而貧鈾裝甲可供極佳的防護力，但貧鈾被認為仍具有放射性。在1991年波斯灣戰爭後，部分參戰官兵罹患「波斯灣戰爭綜合症」（巴爾幹症候群），而貧鈾彈被懷疑是引起發病的物質，但美國政府認為兩者沒有關係。

M1A2

M1A1剛服役不久，美軍為應付1990年代可能出現的蘇聯新一代戰車，於是在1986年開始測試更先進的M1A2，這是M1系列繼M1A1後另一個主要改良版本。M1A2配備有車長獨立熱成像觀測儀（Commander Independent Thermal Vision, CITV）及車輛互聯資訊系統（Inter-Vehicular Information System, IVIS），還有其他高科技電子裝置。在以往的M1戰車，車長如在車內觀察環境及搜尋目標，主要使用安裝在車長槍塔的潛望鏡，如在夜間或天候不佳時，便要與炮手共用配備熱成像儀的主瞄準鏡，如此當炮手瞄準目標時，車長便不能使用主瞄準鏡搜尋目標，對車長在夜間觀察環境和搜尋目標造成頗大的影響。為了加強車長搜尋目標的能力，西德在1979年服役的豹二型便裝有一具可旋轉的車長獨立觀測儀，觀測儀可將影像放大，增強車長識別遠距離目標的能力，但這具觀測儀並沒有夜視功能，只可於日間使用。此後，雖然越來越多新型戰車為車長裝設專用的觀測儀，但都缺乏夜視功能或僅配備效能受較大限制的星光夜視儀。因為M1和M1A1戰車都沒有車長獨立觀測儀，所以美軍決定將這個裝置列入改良項目。由於美國擁有獨步全球的熱成像科技，因此美軍要求為新開發的M1A2加裝一具整合熱成像夜視功能的車長獨立熱成像觀測儀，確保美軍的夜戰能力具有領先地位。M1A2與之前的M1戰車在外觀上最大的分別，便是在炮塔的左上方新增一具由德州儀器研發的車長獨立熱成像觀測儀，這具旋轉式觀測儀具備熱成像夜視功能，令車長不論日夜都無須與炮手共用主瞄準鏡搜尋目標，不但可大幅提升M1A2搜尋目標的能力，應對突然出現的高威脅性目標亦有更快的反應速度。
隨提升搜尋目標的能力外，在波斯灣戰爭中衛星定位系統展現出在陌生環境下作戰的重要性，M1A2將全球定位系統列為標準配備。使用第一代貧鈾裝甲的M1A1HA在波斯灣戰爭中表現出優秀的防護效能，M1A2配備經改良的新一代貧鈾裝甲進一步提升防護力。另一個改良是將輔助動力系統作為標準配備，輔助動力系統主要由充電器及蓄電池組成，可在不發動主引擎的情況下使用電池提供的電力維持戰車運作，不但可在冷車起動初期加快各系統的運作，不啟動引擎亦可降低車輛散發的熱輻射，可應用於在隱匿下對敵方開火伏擊。原本M1A1的輔助動力系統並非標準配備，只是在車尾後方追加一個盒狀裝置，其突出於車體後方的輔助動力系統不但容易受損，而且效能較低，M1A2則將輔助動力系統整合到車內及增強效能。M1A2的車長槍塔將潛望鏡由六具增至八具，雖然可提供更佳的觀測視野，但在車長槍塔上的M2重機槍取消了車內操作的功能，車長需要伸出車外才能夠操作機槍。
M1A2於1992年起在美國陸軍服役，由於美蘇冷戰在此時已經結束，西歐爆發大規模戰車戰的可能性降低，歐美各國對新型戰車的需求量亦因此下降，美軍於是將大批現役戰車轉為庫存備用。為應付國防預算縮減，美軍沒有大量購買全新製造的M1A2，改為在現役的M1或M1A1進行定期大修的時候，選擇部分車輛提升為M1A2和M1A2 SEP的規格。由於使用封存車輛升級的費用比購買新車低廉，而且美軍有數千輛M1及M1A1的庫存，因此亦有部分外國買家選擇購買美軍封存的M1A1二手車，經翻新及升級後使用。

M1A2 SEP

為提升M1A2在複雜環境下的作戰能力，美軍因此於1999年開發（System Enhanced Package，SEP）「系統改進包」，加裝大量電腦裝置，包括加裝數位化戰場系統，這套系統達到FBCB2的規格，不但使各輛M1A2可分享戰場資訊，亦可將各輛M1A2所收集的資訊發送到指揮單位，指揮單位可通過系統更準確掌握戰場態勢，因應戰場形勢的變化適時調配各作戰及支援單位，增強協同作戰能力，從而提升作戰效率，包件還包括為新增的電腦裝置加強冷卻的空調系統。
後續的SEP V2版加裝CROWS II無人槍塔，人員無需伸出車外便可操作機槍，車體外掛的裝甲也有提升。另外還包括換裝新一代熱成像系統、車長獨立熱成像儀、真彩平面顯示儀、數位化地形圖、熱控制系統，以及最新的數位化指揮、控制和通訊裝備，是美軍21世紀軍力計劃陸軍數位戰場的核心，是美軍現役最先進的數位化戰車。
M1A2SEP V3的首輛原型車於2015年展開測試，這個第三代提升方案於2016年獲美軍採納，首輛生產型於2017年移交給美國陸軍測試。這個改良計劃重點在發電系統，以適應額外新增的電子裝置，包括新式射控系統和自主檢查系統，可以迅速得知車輛發生的問題。
將於2021年測試的M1A2SEP V4將配備全新傳感器、多用途彈藥及新型裝甲，具體會改良或新增的裝置包括全新的雷射測距機、彩色攝影機、車長及射手操作介面、整合式車載網路、全新滑環（以傳輸更多電力以及資料）、先進橫風感測器、彈藥資料鏈結、雷射警告器，以及全新的多功能120毫米炮彈。

M1A3

此計劃是要發展M1系列繼M1A2後的重大改良型號，M1作為1980年代服役的戰車，許多M1A1已使用的部件不是停產就是早已落伍（44倍徑主炮和AGT1500引擎已停產），自2009年起開始研發，該改良計劃並不需建造新的車體，而是更換全新設計的炮塔，使未經大規模車體改動的M1系列都可升級到M1A3版本，計劃預期可將M1系列的服役期限延長至2050年。計劃後來因刪減預算而延後，其部分技術被用於現役車輛升級至SEP V3的改裝上，美軍改為將現役的M1A1逐漸升級至SEP規格暫時代替。沙烏地阿拉伯及科威特等外國用戶，以及計劃購入M1戰車的希臘及中華民國，由於計劃采購的車輛數量較少，所以較大機會進行升級，但較難大幅攤薄重大升級的成本。沙烏地和土耳其最終在英國、法國和德國的産品中選擇了德國豹2的改良型，但德國基於兩國近年積極介入鄰國武裝衝突和國內人權狀況，所以仍沒有將豹2戰車出口到沙烏地，本身是北約成員國的土耳其也僅取得在1980年代中期已服役的豹2A4。
M1A3至今尚未定型，但目前已知較之前的改良型有較大幅度的升級。改進重點爲換裝伯奈特開發的XM291電熱化學炮，此炮的口徑為120毫米，長度55倍徑，比現有的M256A1滑膛炮增加射程、精度及穿透力，除可發射新型增程炮彈，也可發射以色列的LAHAT炮射飛彈。由於萊茵金屬已停產44倍徑舊主炮，海外用戶為後勤考量也可選擇Rh-120的55倍徑新主炮。增加伯奈特開發的XM91自動裝彈機，炮塔彈艙可容納17枚120毫米炮彈，採用輸送帶方式進彈，而車體彈艙可儲存33枚120毫米炮彈，各彈艙之間裝有防爆隔牆。配合自動裝彈機，射速可達到每分鐘8至12發，乘員也減少為3人。增加雷神公司開發的Quick Kill主動防護系統，原理類似軍艦的垂直發射系統，由氣體產生器先將彈藥彈出，彈藥的推進火箭再於空中點火，不但能減輕發射時所承受的應力，也可避免車輛受發射火焰所影響，該系統安裝在炮塔左右兩側，便能提供全周防護，也能攔截如標槍飛彈之類的攻頂武器攻擊，並不像舊式系統為達到覆蓋四周，而要在炮塔和車體大量安裝，但對來自車頂上方的攻擊仍然有攔截死角，也容易對戰車周圍的步兵造成傷害。由於美軍刪減預算，所以此裝備將會先行應用於外國用戶的升級。將同軸機槍由原先的M240改為M2重機槍。換裝由奇異與漢威共同開發的LV100-5燃氣渦輪發動機，此發動機原本應用於已取消的XM2001自走砲，LV100-5輸出馬力1540匹，相較於AGT1500具有體積重量更小、加速更快、更安靜、熱訊號低、更省油、更可靠及維修更便利，而且不冒黑煙，新引擎配備數位控制單元，可有效控制不同路速下的燃油消耗，提升運作效率。此外，引擎控制單元也與車載機能檢測系統與自測系統連結，除了平時回報引擎的資料和狀態，並作為車載機能檢測系統調整引擎輸出的回饋外，發生異常狀況時也能立刻回報，有利於後勤維護。換裝液壓懸吊系統以提升越野能力，使用新型承載輪，換裝使用壽命更長、噪音更低，及更易維修的新型橡膠履帶。翻新舊有的SEP系統以降低維護成本，改善作戰效能，並強化抗電磁脈衝能力。採用模組化裝甲，在拆除部分裝甲下將戰鬥重量減為55噸，車輛推重比提升至每噸27匹，可減少運輸機的空運負擔及配合快速部署，如面對高威脅情況可加裝非爆式反應裝甲，總重量將增至約66噸。
換裝引擎部分，相較於其他仍在生產的部件，M1戰車自服役起使用的AGT1500燃氣渦輪引擎已於2000年停產，美軍如因刪減預算而延後換裝引擎的計劃，將對現役M1的延壽造成重大影響，也會衝擊到外國用戶現役和新購的M1。因應換裝為LV100-5燃氣渦輪引擎的計劃可能延後或取消，由奇異、MTU、漢威及CAT等公司提供的燃氣渦輪引擎或柴油引擎，可能被作為替代方案。其中由德國MTU提供的「歐洲動力包件」（Euro Power Pack，EEP）已經在M1A1進行測試。計劃訂購M1A2的中華民國陸軍因應新型引擎未有定案亦考慮改用柴油引擎，但換裝其它型號的引擎如涉及改動變速器及操控系統的設計，並要支付相關開發費用，所以台灣決定繼續採用原有的AGT1500燃氣渦輪引擎，而美軍對LV100-5的換裝計劃仍未有實施時間。

美國

美國陸軍於1979年接收首批屬於M1基本型的量產車，這批車輛於1980年編入部隊服役，於1985年採購配備120毫米炮的M1A1，而具有車長獨立觀瞄系統的M1A2則於1992年服役，美國海軍陸戰隊也於1990年代初購買M1A1取代M60A1，美軍從1970年代末期開始接收M1基本型至1996年最後一輛新造的M1A2，美軍全期共接收超過8,100輛M1系列各型的新造車輛。冷戰結束後有約4000輛轉為庫存，1990年代裁軍後配備105毫米線膛炮的M1基本型及M1IP已經全數除役，美軍訂購的M1A2只有77輛是新造車，最後一輛新造的M1A2於1996年出廠交付美軍，之後美軍最新版本的M1戰車都是由舊車翻新而成，美軍現役的M1系列仍在持續改良升級。

中華民國

在2000年代初美國由小布希執政時，中華民國陸軍曾經提案採購四個營近200輛新造的M1A2 SEP，但因為經費分配等原因，該計劃被國防部擱置，及後陸軍決定優先採購AH-64及UH-60直升機，戰車汰換案因陸軍大部分預算已被直升機採購案佔去而要繼續讓路。陸軍在2015年提出「銳捷專案」計劃購買戰車，但為了壓低採購金額，改為購入120輛美軍庫存的M1A1進行翻新及升級，以此先換裝駐守台灣北部的兩個裝甲旅，以增強首都及北部主要城市的防衛能力，之後視國防預算的分配再決定是否增購80輛提升型M1A1（如此即換裝4個戰車營），但因為主力戰車在台灣的適用性及後勤補給等問題，以及所需預算被其他項目排擠，此案於2017年被國防部取消，並改為委託中山科學研究院進行M-60A3 TTS效能提升案，但因為大幅改良M60A3的單價比採購全新的M1A2戰車更昂貴而中止，直至2018年2月蔡英文總統到陸軍關渡指揮部位於淡水的營區視察，目睹部隊仍在操作服役超過20年以上的CM-11勇虎式戰車和M60A3 TTS保衛首都，於是指示國防部要加快評估購買新戰車的必要性，陸軍引進M1A2的計劃才明朗化。
由於AGT1500燃氣渦輪發動機已經停產，如只為台灣的訂單重啟生產線，單價將極為昂貴，美軍換裝LV100-5發動機的計劃又因預算刪減而遙遙無期。台灣洽詢時曾考慮換裝柴油發動機，通用動力也曾經在M1A1測試以柴油發動機為動力的「歐洲動力包件」，但發動機是由德國MTU供應，需要解決輸出許可的問題，或需尋找同級的美製產品代替。中華民國陸軍曾計劃為新購的M1A2換裝柴油發動機，但中華民國的訂單只有108輛，也未確定後續的增購計劃，如此全世界將只有108輛中華民國的M1A2戰車採用柴油機，還要給付研發和測試的費用，恐將大幅增加採購單價，其後獲美方確認AGT1500燃氣渦輪發動機還有足夠數量的全新存貨，因此放棄換裝柴油引擎的計劃。雖然燃氣渦輪發動機對沙塵的適應能力被認為不及傳統活塞引擎，但多年來的使用經驗顯示AGT1500燃氣渦輪發動機因為沙塵而損壞的機會很低，美軍及中東國家軍隊在沙漠使用的M1A2也維持正常運作，台灣氣候也不如中東會發生沙塵暴，而且燃氣渦輪發動機具備多種燃料的適應力，陸軍在戰時的燃油供應容易因戰況而受到限制，可使用多種燃料的燃氣渦輪發動機比起只能使用單一燃料的柴油發動機，更易適應燃料供應的情況而轉換燃料，可減低後勤負擔及維持戰力。雖然M1早已停產，但國防部將領表示新購的M1A2是新造車，車殼部分雖是過去生產的庫存品，但從未被使用，引擎也是庫存5年以上未曾使用過的新品，而這些庫存原是預留給美軍使用，至於其他零部件都是新品。雷神公司已向台灣提出為M1A2加配TUSK、SEP及Quick Kill系統的包件，並更換液壓懸吊及減重裝甲，以增加戰車在台灣地形上的機動能力，但具體的實施時程仍未有定案。
2018年7月初，陸軍為取代CM-11勇虎和M60A3巴頓而提出採購108輛M1A2的計劃正式定案，「銳捷專案」的預算於同年8月的「108年中央政府總預算案」中編列完成，中華民國國防部亦證實在2019年預算案中已編列403億9448萬餘元新台幣的預算供「銳捷專案」採購108輛M1A2戰車。2019年7月8日，美國國防安全合作局（DSCA）發布新聞稿指出，美國國務院已批准出售108輛M1A2T主力戰車、相關裝置、配套彈藥及訓練裝置，另包括一批刺針式防空飛彈等軍備，金額約22億美元，同案包括支援M1A2的車輛，包括14輛M88A2裝甲救濟車，16輛M1070重型拖車及配合使用的M1000拖板。亦有媒體報導臺灣也爭取出售主動防禦系統以提升M1A2的戰場生存性，獲美方同意，未來會併案或以另案軍售處理將另行安排。首批M1A2T預期於2023年運抵台灣。