Aprobat pentru producție în 1990, M1A2 reprezintă îmbunătățirea tehnologică a armatei americane a proiectului de bază M1A1 și cel mai modern tanc de luptă din lume. În aparență similar în exterior cu M1A1, cele mai notabile modificări exterioare la M1A2 sunt stația de armament a comandantului (Commander’s Weapon Station – CWS) reproiectată și adăugarea unui Commander’s Independent Thermal Viewer) în partea stângă a turelei, în fața trapei încărcătorului. La nivel intern, însă, M1A2 a fost reproiectat radical pentru a profita de o tehnologie mai nouă.
Cea mai notabilă dintre aceste îmbunătățiri este adăugarea Sistemului de informații între vehicule (IVIS). Sistemul IVIS permite schimbul automat și continuu de informații între vehicule. Prin încorporarea informațiilor furnizate de un sistem de poziționare/navigație (POSNAV) de la bord, comandanții unităților pot urmări locația și progresul elementelor subordonate în mod automat, fără a da sarcini echipajelor vehiculelor. În plus, pozițiile inamice pot fi identificate, trasate și diseminate, în timp ce rapoartele și cererile de artilerie pot fi formatate, transmise și procesate automat. În cele din urmă, măsurile de control grafic al hărților și ordinele operaționale pot fi distribuite rapid prin intermediul sistemului IVIS.
Pentru a asigura securitatea informațiilor, toate transmisiunile de date IVIS sunt dirijate prin sistemul radio SINCGARS al M1A2. Îmbunătățind metoda de predare a țintei comandantului de tancuri „vânător-ucigaș” comandantului de tancuri și tunarului, metodă de predare a țintei „vânător-ucigaș” inițiată pe Leopardul II german, M1A2 face un pas mai departe, oferindu-i comandantului de tancuri un vizor termic independent. Acest vizor CITV permite comandantului să scaneze în mod independent țintele în toate condițiile meteorologice și prin obscuritățile câmpului de luptă. În plus față de IVIS și CITV, M1A2 încorporează o serie de îmbunătățiri electronice suplimentare. Distribuția energiei electrice în întregul tanc a fost îmbunătățită, bazându-se pe mai multe căi de autobuz, astfel încât, în cazul în care o conductă este avariată, energia poate fi totuși livrată unei componente printr-o cale alternativă. Afișajul instrumentelor șoferului a fost îmbunătățit cu un afișaj digital mai detaliat, iar vizorul principal al artileristului a fost stabilizat pe două axe pentru o precizie sporită.
Aprobat pentru implementare în 1995, M1A2 SEP (System Enhancement Package) este un program de modernizare și standardizare a tehnologiei, prin care flota de M1 și M1A2 a armatei va fi adusă la un standard comun. Cele mai notabile dintre modificări vor fi introducerea unei unități auxiliare de putere standard sub blindaj și adăugarea unei unități de aer condiționat și răcire a compartimentului echipajului.
Alte modificări în cadrul vehiculului vor include modernizări ale sistemului IVIS (afișaj color, tastatură de dimensiuni normale, capacitate de generare de hărți digitale și grafice și capacități de recunoaștere vocală), modernizări ale ansamblului vizorului principal al artileristului și îmbunătățirea sistemelor de intercomunicații și radiocomunicații ale tancului. Producția M1A2 a fost oprită după seria inițială de 627 de vehicule. Ca parte a programului de modernizare a flotei, 547 din inventarul actual de M1 al armatei sunt modernizate la standardele M1A2 SEP, ceea ce va necesita refacerea completă a turelei, în timp ce flota actuală de M1A2 va fi supusă unei modernizări pentru a le aduce la standardele SEP.