第壹代
XM8第1代樣槍
由於有XM29的技術作為鋪墊，並以G36為基礎，XM8的概念研究和原型槍的生產都進行得很快，XM8的原型槍在2003年10月的美國海軍陸戰隊展示會上正式公布，並把XM8的項目名稱由“輕型突擊步槍”改為“模塊化突擊系統”（Modular Assault System）。美軍陸軍步兵中心和位於新澤西的皮卡汀尼兵工廠也積極參與了XM8的研制工作，駐在皮卡汀尼兵工廠的ARDEC負責監管XM8樣槍的生產及試驗。在ARDEC的監督下，陸軍在2003年秋天首先得到30支XM8樣槍，到10月就獲得首批全部的200支XM8樣槍。這批原型槍先是在馬裏蘭州的亞伯丁試驗場進行實彈射擊試驗，然後在2004年2月份送到阿拉斯加州進行極地試驗，在2004年6月進行熱帶試驗（估計可能在巴拿馬），最後會送到阿利桑拿州的尤馬試驗場進行沙漠試驗。陸軍要求XM8必須操作簡單，而且容易訓練，因此在亞伯丁參加實彈試驗的人員除了陸軍士兵外，還包括有海軍陸戰隊員、飛行員、海岸警衛隊成員，甚至還有退役的老兵。規劃管理辦公室的發言人朱迪·道伯爾特（Jodie Daubert）說，有壹位退役6年沒有摸過槍的老兵使用XM8立姿射擊300米靶，每壹槍都命中目標。
XM8的整體外形呈流線型，看起來就像壹條魚，但也能夠明顯看出G36的外形特征，因此有些人會誤認為XM8僅僅是改變了外形的G36。但實際上XM8是對G36進行了大幅度的改進，並采用了XM29研究成果中的許多新技術，不僅改善了G36固有的壹些缺點，還提高了G36的戰術性能，與其說它是披了不同外衣的G36，倒不如說是G36的升級型，事實上德國HK公司也正在把XM8上采用的新技術轉移到新生產的G36改進型上。
基本上XM8是壹種全模塊化的武器系統，***有4個型號，分別為：基本型，精確射擊型，重型槍管自動步槍型，和緊湊型。XM8的模塊化部件包括了槍管、槍托、彈匣、瞄準系統，可以很迅速地更換這些部件而改變成不同的型號。
XM8的導氣裝置和槍機與G36基本相同，也是采用短行程導氣活塞系統和有6個閉鎖突筍的回轉式閉鎖槍機。該導氣系統源自AR-18，經過HK的工程師改進，通過導氣孔的火藥燃氣中有大約90%會向前方泄出，剩下的10%用於完成武器的動作循環。由於XM8的導氣系統並不像M16/M4系列那樣容易在導氣管和機匣內積碳，因此提高了可靠性。據說在可靠性試驗中，壹把樣槍在不進行清潔或上潤滑的情況下已經發射了1萬5千發彈，並能應付大多數的惡劣操作環境。此外XM8的新設計也把維護步槍的工作量減少了70%。例如維護壹把XM8只需要4分鐘，而維護壹把M4則需要14分鐘，而且XM8的維護周期長，勤務性能極好。
由於采用了為XM29而發展的新材料技術，因此XM8基本型比M4A1或G36K都要輕得多。XM8非常輕，第1代樣槍上基本型的重量為2.84kg（6.25磅），這個重量已經包括綜合了紅外激光指示器和反射式瞄準鏡的瞄準裝置在內。相比之下，M4 MWS（模塊化武器系統）包括導軌、後備瞄準具、M68反射式瞄準鏡和AN/PEQ-2激光指示器後總重達到4kg（8.85磅）。不過XM8基本型原定的指標是2.6kg（理想重量是5.7磅），因此HK公司的工程師仍在為XM8的減重而努力。
XM8采用的綜合瞄準裝置合並了紅點反射式近戰光學瞄準鏡（CCO）、紅外激光指示器和紅外照明燈，用壹個瞄準裝置就包括了M68 CCO、AN/PEQ-2和AN/PAQ-4的功能。這種多合壹瞄準具減小了體積，減輕了重量，不必像M16/M4那樣要把不同的附件安裝在導軌或機匣的不同位置上，而且在給瞄準具歸零時也不需要分別給各個瞄準具歸零，可以壹次完成。不過在第1代樣槍上的瞄準裝置只有CCO壹個功能，只預留了其他功能模塊的空間。無放大倍率的反射式瞄準鏡使射手能夠用雙眼瞄準，便於快速捕捉目標。在瞄準鏡上蝕刻了後備分劃，如果電池耗盡而又沒能及時補充時，也可以繼續瞄準射擊。另外，在XM8的初期設想中，就要求采用無線開關的形式去控制瞄準具各個功能，射手可以根據自己的使用習慣把這個無線開關安裝在槍身上的任何部位（宣傳資料是這樣說，但不知道是通過什麽途徑來實現並保證安全可靠，不受到幹擾）。在將來，XM8的火控系統還計劃要與“陸地勇士”的技術兼容。
XM8不再采用M1913皮卡汀尼導軌系統，而是采用外表平整的孔狀皮卡汀尼聯結點（PCAP），這種菱狀銷柱銜接技術已經申請專利。這種聯結方式能夠自動對正，因此使XM8的瞄準具能夠保持歸零，只需要在出廠前由工人校正歸零，那麽士兵在拆卸了瞄準具後再重新安裝到步槍上時，仍然能保持原有的歸零位置。在壹把基本型的XM8上有***有14個PCAP點，除了瞄準基座上用於安裝瞄準具的兩個PCAP點外，在護木的兩側和下側各有4個PCAP點（最早的原型槍上只有2個）用於安裝其他附件。這些PCAP點也可以安裝皮卡汀尼導軌，使射手在XM8上也能使用M1913標準接口的戰術燈、激光指示器或其他附件。下面的原型槍是改進後的新型號，可以發現護木的兩側比最初公布時的原型槍多了兩個開孔，而且的概念設計中的4種槍型都已經有了實物。
盡管XM8很輕，但卻是壹件非常堅固耐用的武器，機匣內與G36壹樣有鋼板骨架加強，冷鍛的槍管有20,000發的使用壽命，而M4僅為8千發，因此XM8的服役壽命很長。高強度的聚合物材料非常堅固，而且可以在生產成不同的顏色，第1代的樣槍有適用於叢林戰環境的綠色、沙漠環境的黃褐色和城市環境的啞黑色三種，將來還打算生產極地環境的白色和城市環境中的深藍色，有人更戲稱將來也許會生產粉紅色的民用型，以便那些以外表來判斷武器威脅性的政客能為XM8的民間合法化而開綠燈。不過HK公司的宣傳材料稱並沒有打算生產XM8的民用型，即使1994年的禁止突擊武器法的有效期不再延長，但將來也只會提供給執法機構。
原本G36遭人詬病的問題之壹是表面太過光滑，在下雨天很難握緊武器。XM8的材料表面不但防滑，而且更在下護木、貼腮和肩托等與射手接觸的部位上鑲有柔軟的橡膠聚合物，增大磨擦力和舒適感，以也適合在所有的天氣環境下使用的武器。此外在G36系列上令德國士兵頭痛的護木容易過熱的問題也在XM8上得到解決，因為XM8是全新設計的武器，護木結構與G36不同，在護木內的手握位置周圍增加了隔熱屏。
XM8的分解和組合都非常方便，只需要取下兩根銷子就可以分解步槍，比G36少了壹根銷子，而且分解和組合的動作也簡化了。分解銷取下後會插在提把上的兩個小孔中防止掉失，這與G36把分解銷保存在槍托上是壹樣的。
G36的扳機被使用者批評為非常“僵硬”，而XM8的板機扣動起來非常舒適而且感覺明顯，在全自動模式下可以輕松地打出兩發或三發的點射，而且槍管跳動很小。斜坡式貼腮板使射手能在槍托上找到最適合自己的貼腮位置，而且能自然地擡頭瞄準，不需要像G36那樣必須用不自然的歪脖子姿勢抵肩瞄準。
XM8兩手均能操作自如，左撇子也會找到方便他的操縱方法。拉機柄是G36式的，位於在機匣頂部的中間位置，拉手柄可向左或向右轉動。彈匣卡筍、空倉掛機解脫鈕、保險/快慢機柄和伸縮槍托的松緊按鈕都是兩手均能操作，尤其是彈匣卡筍和空倉掛機解脫鈕都集中在扳機護圈前方，只用射擊手的食指就可以輕松控制，也不容易誤操作。而XM8的空倉掛機解脫鈕非常有創意，原本G36的空倉掛機柄也有手動掛機功能，但如果要解脫空倉掛機則必須用手拉壹下槍機，而XM8僅僅是把手動掛機的凸起延長並彎成壹個“L”型，只要用射擊手的食指輕輕壹壓就能解脫掛機狀態，這樣的設計既沒有增加零件也提高了再裝填的速度。所以不論是用左手射擊還是右手射擊，射手在裝填、卸彈匣、轉換射擊模式或使用其他控制功能時他們的射擊手都不必離開握把。
XM8的理論射速為750發/分鐘，這個理論射速與其他突擊武器都差不多。但由於槍口跳動小而且裝填速度快，因此在單發射擊試驗中打完210發彈的實際射速可以達到平均85發/分鐘，而M4以單發射擊打完210發彈的平均射速是50發/分鐘。當那些坐辦公室的專家們認為大多數士兵在全自動模式下的射擊命中效率不高而且也容易浪費子彈時，美國陸軍在1980年代把M16A2從全自動改變為三發點射。但是武器專家認為對於壹個訓練有素的士兵來說，使用三發點射並不比全自動射擊更有效，因此XM8的樣槍只有單發和全自動兩種射擊模式，不過HK公司的宣傳材料指可以根據用戶的需要而生產兩發或三發的點射控制裝置。
XM8樣槍采用的彈匣有10發、30發和100發三種，10發和30發都是采用直接采用G36的透明塑料彈匣，30發彈匣可用兩個半月形連接點聯結在壹起。而彈鼓則是美國BETA公司為MG36生產的C-MAG彈鼓。G36彈匣的供彈可靠性比美軍使用的M16標準彈匣好，但不能與M16標準彈匣直接通用，因此如果XM8獲得采用，可以預見將來的XM29也會放棄M16標準彈匣而改用與XM8的彈匣。不過HK公司為HKM4生產了新的M16彈匣，這種彈匣的可靠性也比美國M16標準彈匣高，而且可以通用，因此還不能確定將來XM8會采用何種彈匣。
XM8的槍托與M4的槍托壹樣可以伸縮，能調整5個位置的長度。有記者在拉斯維加斯試射過XM8後認為肩托與瞄準鏡的距離稍為近了壹點，但由於XM8相對溫和的後坐力，所以瞄準鏡也不會打到前額上，而且許多美國士兵都會穿著防彈背心和其他戰鬥裝具，因此這個距離可能會恰到好處。
在OICW開發初期的描述中，把OICW形容為M16+M203組合的替代品。但在研制過程中，美國人顯然已經意識到復雜而笨重的XM29並不能在戰術上完全取代簡單輕便的步槍+普通榴彈發射器的作用，因此決定將來在步兵班中保留40mm榴彈手的編制。XM8所使用的40mm榴彈發射器不再是柯爾特公司生產的M203，而是由HK公司生產的AG-C改進型，並被命名為XM320。XM320的裝填動作不是把發射管向前推，而是向左側打開，因此可以使用較長的彈藥，如研制中的XM1060雙用途榴彈。XM320的安裝方法也與M203的不同，是直接掛在護木下，而不是掛在槍管下，結合方式簡便快捷，不需要專門工具。另外承包商還打算讓試驗中的XM26 12號口徑輕型霰彈槍系統也掛在XM8上使用，而且與XM320壹樣，可以不需要專門工具而在野外方便地安裝或拆卸。
XM8正壹邊試驗壹邊改進，根據《陸軍時報》的報道，美國陸軍正考慮對每把槍都增加某種類型的使用壽命監視系統，通過記錄總的射彈數，可以通過壹個電子閱讀裝置在武器上取得數據，從而得知武器的使用壽命情況。該系統也可能包括記錄武器編碼入冊登記檔案的能力。這項新技術也不會有什麽難度，SAUER公司為法國生產的SP2022手槍上就已經植入壹塊芯片，就是具有上述的功能。另外XM8的規劃人員正打算為裝備壹種新的多功能刺刀，而不是使用現有的M9刺刀。
另外還有壹些改進的建議是希望能夠整合某些形式的剩余彈藥數量指示，例如用電子技術在瞄準鏡內顯示余彈數字，或用機械原理在瞄準鏡內頂起壹根小桿，這樣射手就會準確地知道彈匣中還有多少彈藥。透明彈匣雖然也可以壹瞥就看到裏面的彈藥數量，但這需要射手轉移視線，而且“藏”在彈匣座裏面的位置還是看不到的。
第二代
XM8第2代樣槍
當XM8樣槍在阿富汗和伊拉克所進行的實戰測試即將完成之際，XM8的項目管理人員公布了第二階段的XM8樣槍，被稱為第2代XM8。參加測試的士兵對第1代XM8的反響都很好，但他們也為XM8的改進提了許多建議，因此第2代XM8是集合了士兵反饋意見的結果。第2代XM8在2004年5月4日正式提交給美國陸軍，有17支卡賓槍，15支緊湊型和14支精確射擊型將在2004年的秋、冬兩季內由武器研究部門、第101空降師和第3個步兵師的士兵進行試驗和評估。有關XM8的發展進度計劃是：2004年第2財政季度內完成第1代原型槍的實戰測試，2004年第3、4季度期間開始第2代原型槍的試驗，2005年第1季度期間進行第2代原型槍的實戰測試，2005年第3季度後期開始裝備部隊，2006年進壹步增加產量，2006年第2、3季度開始試驗7.62mm口徑型，2007年第1季度進行7.62mm口徑型的實戰測試。
第2代XM8樣槍的改進在下圖中有說明（點擊圖中相關位置可打開大圖），有許多概念設計中列了出來但沒有在第1代樣槍上實現的項目都增加在第2代樣槍上，如在第1代樣槍上的瞄準裝置只有反射式紅點瞄準鏡壹個功能，第2代樣槍上則實現了這個綜合瞄準系統的其他的功能，並提供兩種瞄準裝置。
第壹種瞄準具相當於M16/M4系統上采用的CCO和PEQ-2的功能組合，壹般用於標準型或緊湊型或輕機槍型，全重272克，包括有壹個無放大倍率的反射式瞄準鏡，紅點分劃的規格為1.5MOA（在100碼距離上直徑為1.5英寸），另外有壹個作用距離為800米的紅外激光指示器和壹個作用距離為600米的紅外照明燈，均由壹節鋰電池供電。
第二種瞄準具則相當於的ACOG和PEQ-2的功能組合，壹般用於精確射擊型或輕機槍型，全重567克，包括壹個放大4倍的棱鏡正像瞄準鏡（與ACOG性能相同），也能反射壹個1.5MOA的紅點，另外還有性能與前者相同的紅外激光指示器和紅外照明燈。
關於瞄準具的另壹個重要變化是重新設計了後備瞄準裝置。在第1代樣槍上是在瞄準鏡內蝕刻後備分劃的，而第2代樣槍則取消了這個分劃，改為可折疊收藏在護木和提把上的傳統式機械瞄準具作為後備瞄具。壹方面參加試驗的士兵建議用傳統的機械瞄具作為後備瞄具，另壹方面也考慮到如果光電瞄具損壞而不能對正，那麽後備的也不能對正了，所以設計了獨立的後備瞄具。
瞄準具電池的壽命也從110小時增加到400小時，而且新的設計以杠桿式箝位代替螺絲來把瞄準鏡固定在武器上，這也是回應了參加試驗的士兵們提出要有更簡易安裝方法。另外風偏和高低的調整以前是用容易掉失專用小板手的，則改為用壹枚5.56mm彈殼或壹枚小硬幣就可以調整了。此外在調整風偏和高低時能夠聽到微小而清脆的哢嗒聲。瞄準具的控制開關從原來的側面位置移到背面位置，這樣使士兵更容易看到和操作，控制開關的操作面積也增大了，並用“加減”符號代替原來的“上下”箭頭。
分解銷撥出後仍然“掛”在安裝孔上而不必另外保管等等。在第1代樣槍的設計中，分解銷取下後會插在提把上的兩個小孔中防止掉失，但在第2代樣槍中，分解銷撥出後仍然“掛”在安裝孔上而不必另外保管，這是根據參加試驗的士兵反饋，而采用了與M16/M4相同的分解銷形式。在第1代樣槍中為緊湊型生產了壹種可向左折疊的伸縮式槍托，折疊機構與G36槍托的折疊機構相同，只是方向相反，在第2代樣槍中又設計了類似於MP5式的桿式伸縮槍托。
在第2代中，精確射擊型和輕機槍型合二為壹，只是作輕機槍用途時會使用100發彈鼓，而當作精確射擊型地則使用標準30發彈匣，當然C-MAG大容量彈鼓也能在其他XM8的型號上使用。這樣的決定是因為美國陸軍不打算讓XM8的輕機槍型取代彈鏈式供彈和能夠快速更換槍管的M249，雖然模塊化的XM8也能方便地更換槍管，但所需過程仍然是太長，無法在戰鬥中進行。此外新的20英寸槍管采用有縱向刻槽的重型槍管，既減輕重量也利用散熱。另外新設計的兩腳架能夠縮短，這樣在折疊後就不會影響手握護木的位置。
在第2代樣槍上，設計師把理論射速從每分鐘750發增加到每分鐘850發，其主要目的是為了提高槍機復進的速度，使滲進機匣的泥沙更容易排出槍外，以提高沙漠環境下的可靠性。
第二代XM8還包括壹些人體工程學上的改進，例如拉機柄上增加了凹凸槽，以便抓得更牢。改進掛機柄，增大槍機解脫柄，以便操縱更方便。改進護木和增加耐熱能力，在護木內側增加隔熱屏。槍托上增加記號，使士兵壹看就能知道槍托伸展的長度。改進後的肩托板使穿著防彈衣時也能方便地抵肩瞄準。減重方面也獲得成效，標準型的重量也比起第1代樣槍減輕了約1磅。標準型原本采用與G36K相同的開叉式消焰器，但有兩把樣槍的消焰器在發射了15,000發彈後就出現了裂縫，因此在第2代上改為類似M16式的鳥籠形消焰器。
樣槍都有黑色、墨綠色和土黃色三種外形，但據士兵武器計劃管理（Project Manager Soldier Weapons）辦公室的主管邁克爾·史密斯上校（Michael Smith）說，最後的生產型很可能會是土地色調的數碼迷彩，與陸軍批準采用的戰鬥服壹樣，因為在偽裝性試驗中發現黑色的樣槍在移動時太容易暴露目標。
計劃是在2005年首先在兩個步兵旅裝備XM8，雖然美國國會取消了在2005年預算和追加預算中提供約二千七百萬美元的采購費用，但陸軍不放棄在2005年正式裝備XM8的打算，因此陸軍正在考慮從現有的資金方面中挖錢出來。在這些決定還沒有定下來之前，第二代XM8仍然按預定計劃，在9月分到亞利桑那州進行沙漠試驗，在10月到巴拿馬進行熱帶試驗，在12月到阿拉斯加進行極地試驗，而且仍然是壹邊試驗壹邊改進。