据史书记载，明军已大量装备火铳。洪武十三年1380规定，在各地的卫所驻军中,按编制总数的10装备火铳。二十六年,规定水军每艘海运船装备碗口铳4门,火枪20支，火攻箭和神机箭各20支。永乐年间，创建专习枪炮的神机营，成为中国最早专用火器的新兵种。
洪武二十年1387在云南的金齿、楚雄、品甸和澜沧江中道，安置火铳加强守备。永乐十年1412和二十年，明成祖下令在北京北部的开平、宣府、大同等处隘口，安装炮架，加设火铳。嘉靖年间，长城沿边要地，几乎都构筑了安置盏口铳和碗口铳的防御设施。火铳的大量使用，标志着火器的威力已发展到一个较高的水平。但它还存在着装填费时，发射速度慢，射击不准确等明显的缺陷，因此只能部分取代冷兵器。在整个军队的装备中，冷兵器还占主要地位。
16世纪初叶，随着欧洲殖民者用新式枪炮对外进行掠夺，西方火器及其制造技术先后传入中国，其中影响较大的有佛朗机铳、鸟铳和红夷炮。
大明正德七年1512，明军平定南海之役，缴获三艘海盗舰船，得到了“佛郎机”火器。“神机营”的武器专家改进了缴获的火器，创制出佛郎机铳，又称为“神机炮”，并批量生产，使中国的火器跨跃了一大步。但佛郎机铳是大口径火枪炮，需三人同时操作一门。九年后，大明嘉靖元年1521，明军在广东新会西草湾之战中，又从缴获的两艘葡萄牙舰船中得到欧洲火绳枪称“西洋番铳”，但那时葡萄牙人所用的火绳枪，大抵还是初创时期的制品，未引起明军高层的足够重视。
明朝开始使用火绳枪的时间和日本差不多，都应是16世纪早期。但日本由于处于战国时代这一特殊时代环境，因此自1534年引进火绳枪后，便迅速推广。由于战争的需要，火绳枪在日本不断改进生产工艺，因此实际上日本的铁炮制造技术后来居上，16世纪后期便迅速超越了西方。因此当时的日本军队的装备和战术，在世界上都是一流的，就是西方国家也鲜有匹敌。
不断掳掠沿海的倭寇用上了火绳枪后，明朝军队才开始批量装备以之对抗。当时正值戚继光抗倭，戚继光对火绳枪的威力评价很高，认为这是杀敌最有效的兵器。但当时中国冶炼技术有问题，枪管制造的合格率低，发射时经常炸膛，明军批量订造的火绳枪有时甚至多数不堪使用。戚继光对此也是非常遗憾的。这就是明军火器装备并不很多的主要原因。但当时戚继光等名将对火器的战术使用也作了很深的研究，可见中国对火器并非不重视。
大明嘉靖二十七年1548，明军在收复被倭寇及葡萄牙人侵占的双屿今浙江鄞县东南战斗中，俘获了一些善于制造铁炮的日本人及铁炮。由马宪、李槐等人，学习了制造火绳枪的方法，并在其基础上，加以研究改进。于大明嘉靖三十七年1558造出了“比西番尤为精绝”的中国第一批火绳枪，而且手笔极大，一上来就是一万挺，由此可见，当时明朝政府对军队装备火器的重视程度。
中国在仿制成功鸟铳后，还不断有所改进。万历二十六年1598，赵士桢在神器谱中，介绍了掣电铳、迅雷铳、鸟嘴铳、鲁迷铳、鹰扬铳、翼虎铳等十多种各具特色的单兵用枪。其中掣电铳的龙头式枪机安于枪托上，扣动扳机，龙头落于药池，点火完毕，龙头自行弹起，并在枪尾安有防身钢刃；迅雷铳有5管,可轮流发射，提高了射速。崇祯八年1635，毕懋康在军器图说中介绍了自生火铳，改鸟铳的火绳点火为燧石发火，克服了火绳怕风雨的缺点，是中国鸟铳发火装置的重大改进。但上述火器，均未见大批生产和装备军队。
佛朗机铳作为一种火炮，比较轻便，适于在运动中使用；但口径较小，威力不大。万历年间，后金军与明军在中国东北的战争日益激烈，多为攻守城战，佛朗机铳威力不足的弱点暴露出来。明政府为寻求威力更大的火炮，命大学士徐光启购买和仿制欧洲新式大口径火炮，当时称为“红夷炮”。
据明史兵志记载，红夷炮长2丈余约合6米，重者至3000斤约合1800千克，“能洞裂石城，震数十里”。现存实物,炮身长多为23米，口径多为100毫米以上，比佛朗机铳口径大、管壁厚、炮身长，成为当时威力最大的火炮。