M1A1은 M1의 개량형이다. 1985년부터 생산되기 시작하여 미국 육군용으로 4796대, 해병대용으로 221대가 생산되었다. 그밖에 M1A1를 육군의 주력전차로 채택한 이집트에서 555대가 라이선스생산되었다. 신규 생산은 이미 중단되었지만, 앞으로 얼마 동안은 이를 채택한 각국의 육군에서 주력전차로 유지될 것으로 보인다. 미국 육군에서는 2010년 중반까지 제1선에 그대로 배치된다.

M1 시리즈의 특징은 생존성을 중시한 차체 설계와 가속성을 중시한 동력장치에 있다. M1A1은 이제까지의 전차에 사용되던 가솔린 엔진 대신 1500마력의 AGT-1500 가스터빈 엔진을 주엔진으로 탑재하였다. 또한, 외형도 낮은 차체와 각이 진 포탑의 모습 때문에 전통적인 미국 전차들과는 구별된다. 이제까지 미국 전차는 승무원의 탑승감과 생존성을 우선시하여 전차의 높이가 높다는 평을 받아 왔다.

주포는 105㎜ 강선포 대신 120㎜ 활강포를 장착하고, 부무장으로 12.7㎜ 기관총 1정과 7.62㎜ 기관총 2정, 6연장 발연탄 발사기 2정을 장비하고 있다. 12.7㎜ 기관총은 전차장 위치에 장착되어 대공·대인용으로 사용된다. 7.62㎜ 기관총 중 1정은 주포와 동축으로 연결되어 있고, 다른 1정은 장전수 위치에 있다.

장갑은 '초뱀 아머(Chobham armour)'라고 불리는 복합장갑을 채용하고 있다. 120㎜ 주포와 강화된 장갑의 채용으로, 적의 집중포화를 받는 매우 위험한 전장에서 M1A1는 그 생존성을 높이고 있다. 또한, 화생방 방어시스템을 갖추어, 오염된 지역에서의 생존능력도 갖추고 있다.

승무원은 4명이며, 제원은 길이 9.83m, 너비 3.66m, 높이 2.44m, 무게 67.6t이다. 최대속도는 도로상에서 66.8㎞/h, 비도로상에서 48.3㎞/h이며, 항속거리는 426.4㎞이다. M1A1 전차는 M1, M1A2 등 다른 M1 시리즈 전차와 함께 걸프전쟁 때 '사막의 방패/폭풍(Desort Shield/Storm)' 작전에 투입되어 뛰어난 성능을 보여 주었다.