神机营并不是一个营，按照现在来说是一个旅的编制，官兵大约5000人 。其中3600人是火器兵，还有400人炮兵，另外还有1000名骑兵 。其中，作战主力是火器兵和炮兵，骑兵起到辅助作用 。当时装备的火器是霹雳炮3,600杆（步兵轻型火铳），大连珠炮200杆（多管连射火铳），手铳400杆（用于炮兵防御的短火铳） 。
至于炮兵则装备盏口将军160位，这是当时的野战火炮 。由于编组的时期是明初，还没有后来常见的火绳枪、虎尊炮、佛郎机、红衣大炮这种比较先进的火器 。神机营的战法也比较先进，采用类似于西方的三段射击 。这也是实战中摸索出来的战法，其实不这么做也不可能 。因火铳射速太慢，必须将部队分为三批，一批射击时另外两批装弹，轮流射击 。
这样采用保持火力的持续性，压制敌人骑兵的冲锋 。同蒙古人开战之时，首先以火器兵对抗蒙古骑兵的冲击 。在蒙古人冲锋上来以后，炮兵先进性炮击，随后火器兵立即进行多轮齐射，对蒙古人造成远程大量杀伤 。随后，火器兵后退，由神机营的骑兵和其他部队的骑兵冲锋上去，同蒙古人肉搏激战 。如果蒙古人能够突破明军骑兵，还会有其他部队的步兵进行拦截 。
【神机营悬赏怎么玩,吕德华领衔神机营出征KPI杯】所以原则上，神机营必须其他部队配合，才能和蒙古主力在野战中对抗 。如果独立作战，神机营只适合对付较弱的蒙古部队，或者用来守城 。很多人认为，那么神机营还有什么用处？其实当年就是这样，火枪是有局限的 。我们的邻居日本，所谓织田信长用火枪打破武田家的骑兵，也是传说 。后来考证，武田家骑兵其实是骑马机动，具体作战时都是下马步行，这才被织田的火枪和木栅栏打败 。
如果他们采用骑兵直接冲锋，织田的火枪仍然是拦不住的 。再说，即便是拿破仑时代，欧洲火枪战术已经很成熟，法国火枪兵仍然被俄国近卫骑兵和哥萨克骑兵冲击的七零八落 。其实，直到1840年第一次鸦片战争时期，英国人的火枪面对清军的弓箭，并没有太大的优势 。但是，明军开始编组专业火器部队，说明明朝有这个超前的意识 。如果这样继续发展下去，可以预计神机营会越来越强 。
清朝的神机营，拥有机关枪等最先进火器，为何战斗力却低得惊人？
神机营，就是由冷兵器转为以火器为主的特殊军队 。随着火药的出现，并应用于军事，明朝时期已经出现火枪、火铳、火炮装备于军队 。神机营不仅清朝有，明朝时期也有神机营的存在 。明成祖朱棣永乐年间，在征交趾时得神机枪炮法，特置神机营肄习；在朱棣亲征漠北之战中就提出“神机铳居前，马队居后”的作战原则，神机营配合步、骑兵作战，发挥了重要作用，从此，神机营也成为明军的一个重要兵种，开启了世界上火器部队的先河 。
清朝军队也装备大量火枪、火炮等火器，但随着西方工业革命的发展，清政府军队火器装备依旧沿袭祖制，性能大大落后于西方列强军队装备 。清政府在镇压太平天国运动及西方列强的冲突中，清政府深深尝到装备落后于人的痛楚，于是在咸丰十一年（1861年）建立“神机营”，采用西方的洋枪洋炮装备军队 。清朝的神机营是在内忧外患的压迫下创建的一支使用新式武器的禁卫军 。
但是此时清朝的神机营相比明朝的神机营，虽然武器装备先进数倍，而其战斗力却低的惊人 。分析原因主要有两点:①清朝神机营虽然相比明朝神机营武器先进，但与其竞争者西方列强相比，远远落后于对方，与明朝时期处境不可同日而语 。②清朝神机营成立后机构日益臃肿，成为八旗官员竞相投军镀金的途径，造成军队人员组成鱼龙混杂，缺乏战斗力 。
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