Разработчики автомата АК-12 — главный конструктор концерна «Калашников» Сергей Уржумцев, ведущий инженер-конструктор Дмитрий Долганов, инженеры-конструкторы Александр Рекухин и Кирилл Сибиряков. Перед разработчиками ставилось несколько задач: улучшить эргономичность автомата, повысить кучность стрельбы (свойство оружия группировать точки попадания пуль на некоторой ограниченной площади) и сделать оружие более универсальным.

Конструкторы АК-12 выбрали путь модернизации, а не создания абсолютно нового оружия. Это было необходимо, чтобы сохранить те качества автоматов Калашникова, которые обеспечили им мировое признание: надежность, простоту использования и обслуживания, высокую универсальность при достаточно низкой цене.

Предшественник АК-12, автомат АК-74, был введен в эксплуатацию в 70-х годах и создавался под разработанные в то же время патроны калибра 5,45 миллиметра. Российская армия унаследовала от Советского Союза огромное количество боеприпасов этого типа. Поэтому новое поколение автоматов Калашникова было решено выпускать именно под калибр 5,45 миллиметра.

Разрабатывать новый автомат оружейники «Ижмаша» (с 2013 года — концерн «Калашников») начали в 2011 году для участия в конкурсе Минобороны на основное оружие комплекта «Ратник». В том же году был создан первый прототип, а в 2012 году новый автомат впервые показали публике. С тех пор АК-12 претерпел множество изменений и доработок. В 2017 году автомат прошел все необходимые испытания и был рекомендован для принятия на вооружение.

На АК-12 установлен дульный тормоз-компенсатор, который минимизирует подброс ствола и снижает отдачу.

Благодаря устройству дула автомата на него можно устанавливать приборы малошумной и беспламенной стрельбы. Также на дульном срезе размещена зубчатая «корона», с помощью которой можно разбить стекло или перебить проволочное ограждение.

«Вывешенное» цевье (передняя часть автомата) не касается ствола и защищает его от внешних нагрузок.

Крышка ствольной коробки имеет жесткие крепления в передней и задней частях, что обеспечивает стабильную среднюю точку попадания.

Четырехпозиционный переводчик-предохранитель с подпальцевым упором позволяет выбрать три режима стрельбы: одиночные выстрелы, автоматический огонь или очередь с отсечкой в два выстрела.

Автомат удобен для стрелков с разными пропорциями тела.

Одним из обновлений стали две планки Пикатинни на цевье и накладке на газоотводной трубе. Эти рельсовые крепления позволяют устанавливать на оружие вспомогательное оборудование: прицелы, фонари, указатели.