HK416是由黑克勒-科赫以HK G36突击步枪的气动系统在M4卡宾枪的设计上重新改造而成，现已成为完整的突击步枪推出，亦可以换装气动系统、上机匣组件、枪管和弹匣来改造AR-15系列的组合而成。根据HK美国公司官方网站提供的资料，HKM4的研制计划是在2002年就开始的。当HK公司改进了英国的SA80(L85/L86)武器系统后，就在2002年初期开始评估改进M16系列卡宾枪的技术可行性，研究的目的是提高M16系列武器的可靠性及使用寿命。HK公司预期将来可能生产及销售完整的HKM4，也可以为军队或执法机构提供把现有武器改装成HKM4的服务。可能是由于柯尔特在2004年打算起诉HK公司侵犯了他们的权利，HK公司放弃了HKM4这个名称，改称为HK416，"4"大概是指M4，"16"大概是指M16。HK416在2005年2月开始正式推出市面，同时采用了新的结构的皮卡汀尼导轨护木，使HK416与原来的M16/M4卡宾枪在外形上有更明显的区别。

HKM4可以由标准的M16A2/A4机匣改装，HK公司所研制的只是导气装置、上机匣组件、枪管和弹匣。其导气系统是改进后的AR-18式导气装置，经过G36和改进SA80的研究工作，想必HK公司的工程师对于这种导气系统已经是驾轻就熟了。在G36之前，HK公司几乎所有的自动武器都采用滚柱闭锁，在G36之后，HK公司几乎所有枪械也采用AR-18式导气装置。

HK公司的工程师也确实会利用成熟技术。不过无论如何，这种新型导气装置比起M16系列那种容易"肮脏"的导气装置更可靠，而且能大大减少使用者的维护次数。为提高使用寿命，HK公司用优质的欧洲钢制造了5种不同长度的冷锻枪管，包括9(HK416C)、10(10.4)(HK416D)、14.5(16.5)(HK416N)和20(HK416S)英寸，还有半自动民用型MR556(14.5或16.5吋枪管)，冷锻枪管寿命均高于2万发，一次保养可供射击3000发，目前有5种不同长度的枪管。另外又采用新缓冲装置，以提高武器可靠性及安全性。另外又制造了更可靠的钢制弹匣(有空仓挂机)。从上面的图片还可以看出，HK也改进了新的击发机构，快慢机(标准快慢机为单发点射、全自动和闭锁三档，且可左右手操作)的位置比M16系列也方便多了。

HKM4在美国陆军的位于亚历桑那州尤马沙漠地面武器试验场进行的可靠性试验，在多种极端环境下，不同类型的枪管、不同类型的弹药、安装或不安装消声器所表现出来的可靠性都比M16系列高，甚至可以在水下射击，美军同级枪械M4A1-CQBR、M16A4只要枪机进水，就会炸膛，其坚固的提把在此时就成了伤害士兵"匕首"，而HK416就完全没有问题，而且射击时几乎没有热量和火药燃气(污物)传至枪机，这点AR枪系(M16、M4等)是无可比拟的。