K1A1はK1戦車をベースに105mmライフル砲を120mm滑腔砲へと換装した改良型戦車。2001年に初めて公開された。装甲も空間装甲(スペースド・アーマー)から複合装甲に換えられたというが詳細は不明。国内開発された複合装甲とも、イギリスからの技術援助を受けて開発した複合装甲だともいわれる(アメリカから劣化ウラン装甲の供与を受けたという噂もあるが、まずあり得ないだろう)。元々小型であったK1に大口径の120mm滑腔砲を搭載したため、機動性が悪化し砲弾搭載数減るなど、各所に無理が生じている。K1からK1A1に乗り換えた乗員の不満は、砲塔内部の空間が著しく狭くなり居住性が悪化した事と、整備がし辛くなった事だという。改良は主砲や装甲の強化だけではなく、FCS(Fire Control System:火器管制装置)や外部視察装置も改良されている。2006年11月、イスラエルのエルビット・システム社はK1A1向けに砲手用サイトに取り付ける熱線映像システムを1,900万ドルで受注したと発表した。納品するのはエルビット・システム社傘下のELOP社で、車輌への装備は三星タレス社が行う。ELOP社は偵察衛星「アリラン2号」用のカメラも納品している。