火药和火器在军事中的广泛运用。
近代以来的中外学者一致认为，火药最晚在9世纪的唐代时期就已经出现。火药起源于炼丹术，炼丹家的目的是寻找长生不老之药，这虽然是痴人说梦，但炼丹术所采用的一些具体方法还是有可取之处的，显示了化学的原始形态。在不断的实践中，炼丹家知道了硫黄、硝石与炭混合点火会发生激烈的反应，并采取措施控制反应速度，但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。加上它不能解决长生不老的问题，炼丹家对它并不感兴趣。可是，这个配方一旦转到军事家手里，就成了四大发明之一的火药。
火药发明以前，火攻已经广泛运用于军事。火药发明之后，利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球，可以明显增强杀伤力和破坏力。据宋人路振的《九国志》记载：唐哀帝天祐元年（904年），杨行密的军队围攻豫章（今江西南昌），部将郑璠命所部“发机飞火”，就是将火药捆在箭簇上点燃后射入城中，烧毁了该城的龙沙门。这可能是火药应用于战争的最早记载。
《武经总要》关于火药的记载
《武经总要》中的宋代甲胄图解
到了宋代，持续不断的战争使火药武器得到了迅速发展。目前流传下来的最早记载火药武器制作过程的书籍是宋仁宗时期曾公亮和丁度编撰的《武经总要》，该书是中国第一部规模宏大的官修综合性军事著作。书中描绘了炸药从弹弩发射的机械原理，记载了中国最早的一批军用火器，分成火球类和火箭类，还记录了引火球、蒺藜火球、毒药烟球三种武器的火药配方。书中记载的“猛火油柜”则首次引入火药作为引燃物，与此前文献中用石油作为进攻武器的猛火油相比又大大推进了一步。
火球类武器主要是用抛石器抛入敌阵，烧毁城池或器材，造成火灾、致毒、制障和人员伤亡。火箭类武器则继承了唐末以来“发机飞火”的方法，利用火药燃烧产生的向后反作用力将箭射出。这可算是世界上最早的喷射火器，主要用于焚烧粮草和攻城作战。
经过不断的改进，火药武器的爆炸威力也日益增强，到北宋末年出现了爆炸威力较大的火器“霹雳炮”。据《靖康传信录》卷二记载，靖康元年（1126年），金人围攻汴京，李纲在守城时曾用霹雳炮击退金兵，“夜发霹雳炮以击，贼军皆惊呼”。这种霹雳炮就是在霹雳火球的基础上发展而来的。
《武经总要》所绘“火牛”
除了火球和火箭，南宋初期还出现了世界上最早的管型火器。绍兴二年（1132年），镇抚使陈规在守卫德安府（今湖北安陆）城时发明了最早的管型火器，即在打通的粗竹竿里填入火药，交战时点燃尾部，用喷出的火焰烧伤敌人，由二至三人操作。这种武器虽然简陋，但陈规却凭此击败了李横的部队，成为现代管型火器的鼻祖。
宋理宗开庆元年（1259年），寿春地区有人制成了突火枪。突火枪用粗竹筒制成，枪内装有“子窠”，就是原始的子弹。火药点燃后产生强大的气体压力，把“子窠”射出去。突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声，将燃烧性火器过渡到了管型射击火器，为金属管型射击火器——火铳的创制奠定了基础。
到13世纪，中国人又发明了“震天雷”等铁壳类爆炸性兵器。《金史?赤盏合喜传》中有这样的描述：“震天雷”用铁罐子装填火药，点火发炮，声如雷震，热力达半亩以上，人与牛皮皆碎迸无迹，甲铁皆透。这种威力强大的火器就连战无不胜的蒙古大军也为之胆寒。
宋端宗景炎二年（1277年），元兵攻打静江（今广西桂林），守城宋将在城陷粮绝的情况下，点燃了一枚大型铁火炮壮烈殉国。火炮爆炸时，“声如雷霆，震城土皆崩，烟气涨天外”，元兵多惊死者，南宋兵将更是“灰烬无遗”。
宋代的武器装备，在当时是相当先进的。尤其是火药武器的广泛运用，更是前代所未有。这些因素在抵御外敌的斗争中发挥了重要的作用。但由于火器的性能尚处于低级阶段，还不可能取代冷兵器，所以宋代的军队，就其总体而言，基本上仍以冷兵器为主。
早在八九世纪时，硝就和医药、炼丹术一起，由中国传到了阿拉伯。当时的阿拉伯人称它为“中国雪”，波斯人称它为“中国盐”，并用硝来治病、冶金和制造玻璃。13世纪时，火药由商人经印度传入阿拉伯地区，希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍才知道火药。
火药武器则是通过战争传到了阿拉伯国家。南宋端平元年（1234年）蒙古灭金后，将虏获的金军火药工匠和火器手编入了蒙古军队。次年，蒙古大军发动第二次西征，新编入蒙军的火器部队也随军远征。在随后的几年中，蒙古大军横扫了东欧平原。根据波兰历史学家德鲁果斯《波兰史》一书的记述，在1241年的瓦尔斯塔德战役中，蒙古军队使用了威力强大的火器，从一种木筒里发射成束的火箭，因为木筒上绘有龙头，因此被波兰人称作“中国喷火龙”。蒙古人灭亡阿拉伯帝国后，建立起了伊儿汗国，这里迅速成为火药等中国科技知识向西方传播的枢纽。
后来阿拉伯人又与欧洲一些国家进行了长期的战争。在与阿拉伯人的战争中，欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。欧洲人掌握了火药和火器制造技术以后，不断加以改进，逐渐发展出近代的枪炮。中国发明的火药大大推进了历史发展的进程，成为欧洲文艺复兴的重要支柱之一。
