Действие автоматической винтовки AR-18 основано на использовании энергии давления пороховых газов. Газоотводная трубка расположена над стволом. Запирание канала ствола осуществляется поворотом затвора, по конструкции схожего с тем, что применяется в М 16. Принципиальным отличием является использование газового поршня, при выстреле отводимого назад и воздействующего на затворную раму. Затворная рама движется назад, сжимая две возвратные пружины.
Затвор поворачивается и отпирает канал ствола. При движении затворной рамы вместе с затвором извлекается стреляная гильза. После этого пружины возвращают затвор в исходное положение, при этом в патронник досылается очередной патрон и взводится курок.
Затвор снабжен пылезащитной крышкой, автоматически открывающейся при взведении оружия.
Боеприпасы подаются из прямых штанговых магазинов различной емкости: на 20, 30 или 40 патронов.
Ударно-спусковой механизм допускает ведение одиночной или автоматической стрельбы. На AR-18 флажковый предохранитель имеет три позиции (предохранитель, одиночный огонь и огонь очередью). Гражданская модель AR-180 позволяет вести стрельбу только одиночными выстрелами.
Стандартный механический прицел имеет два деления — на 200 и 400 м. Возможна также установка оптического прицела. Фирма «Colt» выпускала специально созданный для AR-18 оптический прицел 3-кратного увеличения со шкалой на дальность от 100 до 600 м. Винтовка может комплектоваться всеми типами штыков, применяемыми для М 16.
При необходимости оружие может быть оснащено сошкой. При использовании сошек установка штык-ножа невозможна.
Металлические детали корпуса изготавливаются методом штамповки с минимальной дальнейшей обработкой. Ствольная накладка изготавливается из фибергласа. Приклад делается из стекловолокна и в зависимости от модификации является либо стационарным, либо складным. При сложенном прикладе также можно вести стрельбу.