M16は発射ガスを利用したガス圧利用システムを採用している。基本メカニズムは、発射ガスの一部を銃身上部へ設けられたガスチューブによりボルトユニットへ誘導し、充満したガスの圧力でボルトキャリアが後退し排莢、次弾装填を1サイクルとしている。
M16の方式はガス直圧方式やリュングマン方式の派生であるが、これらは誘導した高圧の発射ガスをボルトキャリア内に吹きつける点がM16との相違となっている。この方式では、ガスピストンが不要になるためにメカニズムを軽量化できる反面、作動機構がガスにさらされるため汚れるのが早く、頻繁な清掃を必要とする。
作動機構の一部が銃床の内部に及ぶため、全長を短縮するカービン・モデルでは折り曲げ式銃床が使用できず、細い円筒形の作動機構を軸とした伸縮式のテレスコピック・ストックが用いられる。固定銃床では長すぎ、保持が両手のみになる折り曲げ式では銃が不安定になる点から、屋内戦などではテレスコピック・ストックの最短縮状態が使いやすいとの評価もある。
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