Der 1990 zur Produktion zugelassene M1A2 ist die technologische Weiterentwicklung des M1A1 durch die U.S. Army und der modernste Kampfpanzer der Welt. Äußerlich ähnelt der M1A2 dem M1A1. Die auffälligsten äußeren Veränderungen sind die neu gestaltete Commander’s Weapon Station (CWS) und die Hinzufügung eines unabhängigen Wärmesichtgeräts (Commander’s Independent Thermal Viewer) auf der linken Seite des Turms vor der Ladeluke. Das Innere des M1A2 wurde jedoch grundlegend umgestaltet, um die Vorteile neuerer Technologien zu nutzen.
Die bemerkenswerteste dieser Verbesserungen ist die Hinzufügung des Inter-Vehicle Information System (IVIS). Das IVIS-System ermöglicht den automatischen und kontinuierlichen Austausch von Informationen zwischen den Fahrzeugen. Durch die Einbeziehung von Informationen, die von einem bordeigenen Positions-/Navigationssystem (POSNAV) bereitgestellt werden, kann der Befehlshaber einer Einheit den Standort und die Fortschritte der ihm unterstellten Elemente automatisch verfolgen, ohne die Fahrzeugbesatzungen zu beauftragen. Darüber hinaus können feindliche Stellungen identifiziert, eingezeichnet und verbreitet werden, während Berichte und Artillerieanforderungen automatisch formatiert, übermittelt und verarbeitet werden können. Schließlich können über das IVIS-System schnell kartengrafische Kontrollmaßnahmen und operative Befehle verteilt werden.
Um die Informationssicherheit zu gewährleisten, werden alle IVIS-Datenübertragungen über das SINCGARS-Funksystem des M1A2 geleitet. Der M1A2 geht einen Schritt weiter, indem er dem Panzerkommandanten ein unabhängiges Wärmebildvisier zur Verfügung stellt, das auf dem deutschen Leopard II eingeführt wurde. Dieses CITV-Visier ermöglicht es dem Kommandanten, unabhängig von den Wetterbedingungen und der Verdunkelung des Gefechtsfeldes nach Zielen zu suchen. Neben dem IVIS und dem CITV verfügt der M1A2 über eine Reihe weiterer elektronischer Verbesserungen. Die Stromverteilung im gesamten Panzer wurde verbessert und beruht auf mehreren Buspfaden, so dass im Falle der Beschädigung einer Leitung eine Komponente weiterhin über einen alternativen Pfad mit Strom versorgt werden kann. Die Instrumentenanzeige des Fahrers wurde zu einer detaillierteren digitalen Anzeige aufgerüstet, und das primäre Visier des Richtschützen wurde in zwei Achsen stabilisiert, um die Genauigkeit zu erhöhen.
Das M1A2 SEP (System Enhancement Package), dessen Einführung 1995 genehmigt wurde, ist ein Programm zur technologischen Aufrüstung und Standardisierung, mit dem die M1- und M1A2-Flotte der Armee auf einen gemeinsamen Standard gebracht werden soll. Zu den wichtigsten Modifikationen gehören die Einführung eines Standard-Hilfsstromaggregats unter der Panzerung und die Hinzufügung einer Klimaanlage und eines Kühlaggregats für den Mannschaftsraum.
Zu den weiteren Modifikationen innerhalb des Fahrzeugs gehören die Aufrüstung des IVIS-Systems (Farbdisplay, Tastatur in voller Größe, digitale Karten- und Grafikerstellung und Spracherkennungsfunktionen), die Aufrüstung der primären Visierbaugruppe des Richtschützen und die Verbesserung der Gegensprech- und Funkkommunikationssysteme des Panzers. Die Produktion des M1A2 wurde nach der ersten Serie von 627 Fahrzeugen eingestellt. Im Rahmen des Flottenaufrüstungsprogramms werden 547 der derzeitigen M1-Bestände der Armee auf den SEP-Standard des M1A2 aufgerüstet, was eine vollständige Überarbeitung des Turms erfordert, während die derzeitige M1A2-Flotte einer Nachrüstung unterzogen wird, um sie auf den SEP-Standard zu bringen.