在1990年代中期，新加坡武装部队提出要求，打算采用一种新步枪，以取代自1973年使用至今的M16S1步枪。这项要求在1994年正式提交给新加坡国防部，当时有两个方案：购买新的武器（曾计划购买M16A2），或研制新的本土步枪。
新加坡国防部与新加坡武装部队经过协商后，决定不购买现成武器，而由CIS公司着手设计一种适合亚洲人体质的新武器，并且要求维护成本要比M16S1低。
通过4年多的时间研制，CIS公司设计出了一种无托结构的突击步枪，被命名为SAR-21（21世纪新加坡突击步枪）。SAR-21在1999年的DSEi '99防务展上首次展出，并在同一年被新加坡武装部队正式采用。没多久，CIS就改组为STK。SAR-21由STK继续生产并供应新加坡军队，逐步取代M16S1、SAR-80和SR-88，同时也出口到其他国家的军队和执法机构。
SAR-21的设计特点是直接针对了M16S1的一些弱点，该枪准确、可靠，方便携带，容易操控，后坐力也非常低，由不方便左手射击。
SAR-21机匣由高强度聚合物和超声波焊接上的CNC钢架共同构成，作大部分解时主要由三个部分构成：枪管组包括枪管、导气装置、前托和瞄具；上机匣组包括手枪形握把和弹匣座；下机匣组包括枪托底板和击发机构。这三个部分通过销子固定在一起，分解时不需要专门工具。
SAR-21的枪管系冷锤而成，考虑到用户需求的不同，能分别发射M193或SS109的弹药。
导气系统改进自卡拉什尼科夫系统，长行程活塞与枪机框刚性连接。气体调节器可以用硬币、螺丝刀或其他较薄的物件来调节，而且外表有滚花，没有辅助工具时也可以直接用手旋转。活塞杆的后半部分为空心，复进簧的前面一部分伸进活塞杆内。M16式的回转式枪机有7个闭锁凸耳，进入枪管节套闭锁。枪机组的后坐行程比较长，后坐力相当低，全自动射击时比较平稳。
拉机柄位于活塞杆的上方、瞄准镜/提把的下面，不使用时可以折叠，当枪射击时拉机柄不随枪机运动。保险开关位于扳机护圈前方，类似FN MAG或Styer AUG的横闩按钮式。SAR-21可提供半自动和全自动两种射击模式。
SAR-21采用专利的30发弹匣供弹，弹匣由半透明材料制成，便于射手判断存弹量。弹匣为直插式，弹匣卡笋在弹匣座的后面。SAR-21有空仓挂机功能。
标准型的瞄准装置是一个整体式的1.5倍望远式瞄准镜，在瞄准镜顶部有应急用的后备机械瞄具。瞄准镜在工厂里归零，在部队里一般不需要再作调节，这是为了最大限度地减少训练时间。另外在枪管下方还有内置的激光瞄准装置（LAD），由一节AA电池供电。该LAD有5种工作模式，可选择高功率或低功率的可见激光束或红外激光，也可以选择点亮模式或长亮模式。LAD开关在前托的左侧，当射手持枪时的左手拇指可以自然触碰。
瞄准镜及下面的拉机柄，此图中的拉机柄转向了90度，处于使用状态
枪管下方的LAD
这种金属弹匣可能是早期的试验型
透明的塑料弹匣
SAR-21还有一个特点，就是专门针对炸膛意外所作的两项安全措施。一是在贴腮部位装有一块模锻的合金钢板，万一炸膛时可以保护射手的脸部。二是在枪管节套上开了一个泄气孔，当发射炸膛时能泄出部分火药燃气，从而减少炸膛的威力。其实炸膛率与弹的可靠性有关，与有托或无托结构无关，而且万一发生炸膛时，有托枪不见得一定比无托枪安全（例如56冲曾经发生过炸膛后击针飞入射手脑中的例子）。这样的设计，更大的作用是提供心理安慰，减少士兵对于无托步枪的排斥心理。
SAR-21系列还有以下的型号：
SAR-21标准型
SAR-21 GL——在前托下面安装40mm下挂式榴弹发射器，如美制M203或新加坡制造的CIS 40GL，因此而取消了LAD。
SAR-21轻机枪型——开膛待击，长513mm的重型枪管，有整体式折叠两脚架和前握把。
SAR-21 Sharpshooter——神枪手型与标准型基本相同，但所配的瞄准镜为3倍，而不是标准的1.5倍，而且瞄准镜分划在夜间可以照亮。
SAR-21 P——把整体瞄准镜改换皮卡汀尼导轨，拉机柄移至武器左侧，也可换成右侧。
SAR-21 MMS—— MMS是“模块化安装系统（Modular Mounting System）”的缩写，这个型号刚推出时曾被称为SAR-21 RIS。是把整体式瞄准镜和带LAD的前托都换成皮卡汀尼导轨，便于安装不同类型的瞄准装置及前握把、战术灯等不同附件。拉机柄也移至武器左侧。
SAR-21 LWC——LWC是“轻型卡宾枪（Light Weight Carbine）”的意思，初次展出是在2006年亚洲航空展同时举行的亚洲防务展上。该型号配有较超的枪管、前托和一个全息瞄准镜，也可以安装皮卡汀尼导轨。
SAR-21A——在2010年新加坡航空展上展出的新型号，最大的改变是左右手都能直接射击，顶部有全长的皮卡汀尼导轨。
SAR-21
SAR-21 GL
SAR-21 P
SAR-21 MMS
SAR-21 LWC
SAR-21A
全枪长
805 mm
805 mm
805 mm
680 mm
640 mm
790 mm
枪管长
508 mm
508 mm
508 mm
383 mm
343 mm
493 mm
空枪重
3.82 kg
5.3 kg
3.6 kg
3.5 kg
3.0 kg
3.2 kg
理论射速
450~650 rpm
900 rpm
枪口初速
M193
970 m/s
SS109
945 m/s
有效射程
M193
460 m
SS109
800 m
弹匣容量
30 rds
SAR-21标准型
SAR-21 GL
最初的MMS型采用标准枪管
后来的MMS型均为短枪管
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