这是明军中专门掌管火器的特殊部队。士兵使用的武器是火炮和火铳后期又添置火绳枪。在明朝时候，这些火器被称为神机炮，许多游牧民族的骑兵就是丧命于这些神机炮下。这相当于明朝政府的炮兵部队。火铳兵列队为三行，发现敌骑兵前进后，第一行首先发射火铳，然后第二行、第三行继续发射，在二三行发射时，第一列就可以从容装好子弹，形成完备而持续的强大火力。此一战术最早为明初名将沐英所创制，是所有前添枪最核心的战术，领先西方二百余年，领先日本二百余年。明朝前期正规营编制：全营兵力：步兵3600人（全配火器）；骑兵1000人；炮兵400人（管理野战重炮及大连珠炮）；共计官兵5000人。装备火器：霹雳炮3600杆（步兵火铳）；合用药9000斤；重八钱铅子90万个；大连珠炮200 杆（多管火铳）；合用药675 斤；手把口400 杆（炮兵防身用手铳）；盏口将军160位（野战重炮）。
三大营战法
此方法本用于对付沐英防守地段起义军的大象，后经朱棣将其改良并对三大营军事力量进行合理调配与组合，达到克制机动性更加的蒙古骑兵的目的。在发现蒙古骑兵后，神机营的士兵会立刻向阵型前列靠拢，并做好火炮和火铳的发射准备，在统一指挥下进行齐射。这轮齐射是对蒙古骑兵的突然打击。神机营射击完毕后，会立刻撤退到队伍的两翼，然后三千营与五军营的骑兵会立刻补上空位，对已经受创的蒙古骑兵发动突击。骑兵突击后，五军营的步兵开始进攻，他们经常手持制骑兵武器（如长矛等），对蒙古骑兵发动最后一轮致命打击。