为了提高枪械的发射速度,19世纪80年代前,许多国家都研制过连发枪械,英国人J·帕克尔发明的单管手摇机枪,1718年在英国取得专利,由于枪身太重,装弹困难,未引起普遍重视。美国人加特林发明的手摇机枪,于1862年取得专利,首次使用于1861~1865年美国内战。
世界上第一支以火药燃气为能源的机枪,是英籍美国人马克沁发明的,1883年他试验成功了枪管短后坐自动原理,1884年应用这种原理的机枪取得了专利。这是枪械发展史上的一项重大技术突破。这种机枪的理论射速为600发/分,枪身重量达27.2千克。后人称为马克沁重机枪。它在英国对南非的殖民战争中被首次使用。此后其他国家也相继研制成了各种重机枪。
在第一次世界大战的索姆河会战中,1916年7月1日英军向德军发起进攻,德军用马克沁重机枪等武器,向密集队形的英军进行了猛烈持续的射击,使英军一天之中伤亡近6万人。这个战例足以说明重机枪的密集火力对集团有生目标的杀伤作用。
为了使机枪能紧密伴随步兵作战,1902年,丹麦人麦德森设计了一种有两脚架带枪托可抵肩发射的机枪,全枪重量9.98千克,称为轻机枪。
第一次世界大战期间,军用飞机和坦克的问世,要求步兵有相应的防空和反装甲的能力,为了提高机枪威力,出现了大口径机枪。1918年德军首先装备了这种机枪。军用飞机和坦克也装备了航空机枪和坦克机枪。军舰则在机枪刚出现时就装备了舰用机枪。
第一次世界大战后,德国设计了MG34通用机枪,1934年装备部队。第二次世界大战后,许多国家研制的新型通用机枪相继出现,如美国的M60机枪,中国的67-2式机枪等。