我国历朝历代之中，明朝无论国力、经济、还是科技，都达到了一个前所未有的程度。中期以前强盛的明朝各项指标都处于世界领先地位，雄厚的科技和物质基础，使明朝军队大量装备火器，还建立了专业火器部队，并且总结出了自己的作战原则。

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大明初期永乐五年（1407年）神机营创建，和其他冷热兵器混用的明军不同，这是专业的火器部队，和当时的三千营、五军营合称京军三大营，主要任务是平时负责保卫京师，战争来临可随时出征，是归朝廷直接指挥的机动部队。神机营的编制设提督内臣2名、武臣2名、掌号头官2名，下辖中军、左掖、右掖、左哨、右哨；中军设坐营内臣1名、武官1名、下辖4司，每司设监枪内臣1名、把司官1名、把牌官1名。左、右掖，左、右哨的编制与中军相同。

神机营共有5000人，其中步兵3600人，全部使用火器，种类有单眼铳、神枪、快枪、单飞神火箭等火器；骑兵有1000人，主要装备手把铳、刀矛、弓箭等武器；炮兵400人，主要装备了碗口炮、盏炮、将军炮等火器。

明军大量装备火器后，并且有了专业的火器部队，其作战方式可以从神机营实战中知其大概。神机营建立后，常同三千营、五军营一起随皇帝亲征。打仗时神机营布阵原则是：“神机铳居前，马队居后，前锋要疏，后队要密，锋疏则达，阵疏则固”。

战斗开始后，列好阵型的神机营作战方式为“首以铳摧其锋，继以骑冲其坚”。这种作战原则是在永乐八年（1410年），明成祖朱棣率军亲征漠北，打败鞑靼知院阿鲁台一战后总结的经验，当时朱棣下令明军以神机营火器为前锋，“铳发，声震数十里，每矢洞穿二人，复中旁马，皆立毙，斩其王以下百数十人”。在此后的永乐二十二年（1424年），朱棣第四次亲征漠北时正式确定了上述作战原则。

神机营与骑步兵协同作战的要义是：作战开始后，三者相互协同，发挥总体杀敌作用，神机营枪炮兵列于全阵之前，各射手之间要保持一定距离，便于装填弹药，实施轮番射击，以摧毁敌人的前锋；待敌方阵型被火器打得溃乱时，后面己方密集的骑兵，以排山倒海之势，冲击敌军大队，然后追歼败逃之敌。明太祖朱棣的论述，总结了明军神机营与其他兵种协同作战的方法，这种新战术主要是枪炮等热兵器和冷兵器的杀伤距离不同，能多层次的毁伤和消耗敌军，达到歼灭敌军的目的。

神机营这种装备火器的部队参战，使古代战争中以步骑兵近距离相互厮杀为主的战术，发生了巨大的改变，此后大量使用火器，让军队的编制也更为合理。