明朝正值全球军事战术变革的关键期，传统的冷兵器和肉搏战逐渐被火药武器所取代。中国不仅是世界上最早发明火药的国家，也率先在战争中应用火药。到了明朝永乐年间，中国诞生了世界上首支专业的火器部队——神机营，这支新型兵种迅速成为明朝军队中的精锐力量。

在洪武初年，朱元璋成立了军需局（后改为军器局），负责制造各类军用装备，其中包括火器。随着时间推移，军器局被拆分，部分职能被新设立的部门接管，而火器的生产则交给了内廷的火药司和兵仗局来负责。此时火器的生产完全由中央控制，实际上是由大内来管理，外部官员和地方势力几乎无法干涉。朱元璋对火器生产的严格掌控，凸显了他对火器在战争中的重视。

然而，由于中央的生产能力有限，为了应对日益扩大的火器需求，朱元璋于1377年下令，“令天下都司卫所各置局生产军器”，实质上将火器的制造权限下放到各省。此举使得各省都有了制造火器的能力，但各省在制造火器之前必须向兵部报备并得到批准。

朱棣，作为一个有塞外经历的帝王，对兵器的改革尤为热衷，特别是在靖难之役后，他更加关注火器和兵甲的改进。正是在朱棣的领导下，中国成立了世界上首支专门的火器部队——神机营。关于神机营的具体成立时间，史学界有所争议。《明经世文编》认为，神机营是在永乐四年（1406年）随着明军征越南而设立的，二王子黎澄善被捕后，因其精通火器制造而被任命为神机营的创立者和指挥官。他负责指导明军的火器训练，并亲自教授火器技艺。据说，神机营的名字源自黎澄善精通火器技巧，被誉为“神枪火箭之法”。另一种说法认为，神机营成立于永乐八年（1410年），当时明军的火器技术取得了突破，朱棣为此专门设立了神机营。

神机营初建时，下辖五个主要营，包括左哨、右哨、左掖、右掖和中军，每个营下设若干司，每个司约有4000至5000人。到1411年，神机营的主官谭广获得了5000匹优质马匹，借此扩充了神机营的骑兵力量，新增的“五千下营”使得神机营的兵力达到了约7.5万之多。虽然神机营人数庞大，但并非所有人都装备火器，实际装备火器的部队约占总兵力的三分之二，其余人员则主要装备冷兵器如刀盾和长矛等。

永乐年间的神机营在组织上还开创了将太监放入军事指挥系统的先例，神机营也有专门的监军太监，这些太监的职权不容小觑。每个营以及旗下的各司都配有太监来负责火器的管理，火器必须在战时或训练时由监军批准领取。太监掌握了火器库的钥匙，平时将火器上锁，只有在需要使用时才能由监军批准，确保火器的管理严密有序。

自神机营成立以来，火器在明朝的战斗中发挥了至关重要的作用。朱棣的北伐战争便是火器大规模应用的经典案例。在对抗蒙古骑兵时，神机营主要以火箭和火铳等轻型武器为主，炮弹和重型武器则较少使用。神机营在战场上的表现出色，采用了创新的三轮射击技术，保证了对敌人实施突袭时的威慑效果。诸如发射火器时配合使用的炮竹，以扰乱敌人的听觉和判断，从而令敌军无法准确预判射击时机，成为神机营致胜的重要手段。

1410年，朱棣首次北伐时，明军与蒙古阿鲁台部发生激战，明军凭借神机营的火器成功击溃敌人。战斗结束后，朱棣命令神机营在撤退时设伏，当蒙古骑兵追击时，明军通过火铳再次重创敌军，蒙古部队损失惨重。1414年的第二次北伐中，神机营在忽兰忽失温的战斗中再次大显身手，火器的使用令敌军完全无法应对，甚至直接摧毁了敌军的中路。

随着明朝北伐战线的逐步推进，神机营在军事体系中的地位逐渐上升，成为明军的主力部队之一。尤其在1422年，第三次北伐中，神机营被作为主力兵种来执行最为艰难的任务，配合骑兵和步兵共同作战，逐渐形成了步、骑、火三位一体的作战模式。

然而，随着历史的变迁，神机营的结构也发生了变化。土木堡之变后，原有的京军三大营遭到重创，神机营的核心地位开始动摇。尽管如此，在嘉靖时期，神机营依然存在，并且得到了西方火器的支持，使其火器技术水平得到了显著提升，成为更加专业化的火器部队。

永乐时期的神机营，是世界上首支正规的火器部队，其在历史上占据了不可忽视的地位，尤其在北伐战争中发挥了至关重要的作用。