主要使用以
火药能释放为机理的枪、炮等
火器所进行的战争。它标志着人类战争从近战开始转入远战，实现了以兵力搏杀转为火力突击的第一次军事革命。在人类战争史上具有划时代的意义。
公元10世纪，中国宋代初年火器的出现，标志着人类战争史上使用热兵器时代的开始。随着技术的进步，火器的种类也不断增多，但冷兵器并未完全退出战争舞台，在相当长的历史时期内与热兵器并用，这一时期称为火器和冷兵器并用时代（10世纪至19世纪中叶）。由于社会发展进程不同，这一阶段的结束在世界各地有所不同。中国历经宋、元、明至清代
鸦片战争时期，延续9个世纪。中国最早发明了竹火枪、突火枪、火铳、霹雳炮、震天雷等火器，在宋金、蒙金和宋蒙战争中大量使用。蒙军在伐金、征宋和西征欧洲的作战中，以骑兵的快速机动和先进的火器结合，采取迂回包围的方法突然接敌，先以火器远射，继以骑兵白刃冲杀解决战斗。明朝时金属管形射击火器得到了普遍应用。1413年，明军在漠北之战中，使用了装备火枪火炮的神机营作战，取得重大战果。由于中国长期封建统治的制约，火器难以广泛运用和快速改进，热兵器无论是质量还是数量都未能成为战场上的主战武器，冷兵器仍然是战场上的主角，以阵战为主的冷兵器作战方式亦没有根本性变革。而在欧洲，从14世纪仿制中国西传的火器开始，到17世纪冷兵器退出战争舞台，延续3个多世纪。17世纪中叶，随着
工业革命的兴起，热兵器在欧洲得到飞速发展，射击精度和射程大为提高，欧洲的军队普遍装备了带刺刀的燧发枪等，冷兵器基本从战场上消失，主战兵器代之以火药能释放为主要机理的枪、炮等武器，以此进入热兵器战争时代。18世纪末，法国拿破仑一世首创散兵与纵队相结合的战法，以猛烈炮火集中轰击作为主要进攻手段，火炮在战争中逐渐成了主要兵器。19世纪中叶后，来复枪、圆锥形子弹等新技术的产生，使热兵器的射程、射速等明显提高，杀伤力大大增强。一些国家的海军开始以蒸汽舰取代帆船，破坏力大的后装线膛炮取代前装滑膛炮，可旋转的炮塔炮取代固定的舷炮，军舰防护力加强，海上热兵器作战大为发展。
第一次鸦片战争时，英国就已拥有大小舰船560艘，每艘大型战舰上可装70～120门火炮，每门火炮可发射重32磅的炮弹。殖民主义国家正是凭借强大的热兵器横行于世界。而此时的中国清朝军队，虽然也有一些比较初始的火枪、火炮，但一直停留在前装、滑膛、火绳点火的阶段，军队武器装备的主体仍然是大刀、长矛、弓箭之类的冷兵器。19世纪中叶后才开始引进、研发并装备近代枪、炮等热兵器，进入热兵器战争时代。而在这时，西方武器装备已开始向机械化方向发展，并于20世纪初进入机械化战争时代。
热兵器战争的主要特点是：①实现了能量形式质的突破。火药的出现并在战争中的运用，打破了主要凭人的体力赢得战争胜利的局面。通过将火药的化学能转换成瞬间爆发的热能，武器的杀伤力发生了质的飞跃。热兵器在发展过程中，杀伤力成数倍、数十倍地提高。19世纪以后，无烟火药、
黄色炸药等的发明，使火药的能量达到更高的水平；以蒸汽机为动力的运载工具的产生，实现了人力、畜力向机械力的过渡，极大地提高了部队的机动能力。②出现了多元化的军种、兵种结构。与热兵器的发展相适应，长矛兵、车兵逐渐从战场上消失，炮兵、工程兵等新的兵种开始出现。随着风帆战舰尤其是蒸汽战舰的发展和火炮装备军舰，以热兵器为主要作战武器的近代海军也迅速壮大。③建制师成为新的军事组织体制。随着热兵器逐渐在战争中占据主导地位，战争规模进一步扩大。适应战争发展要求，师作为一种新的军事组织体制在18世纪的欧洲开始出现。最早的师由步兵、骑兵、炮兵等兵种部队组成，另外还有工程兵、医务人员等支援分队。由一个适当的参谋机构协调，从属于单一的指挥官。在
拿破仑战争中，一个师最高为1万多人，能够作为一个独立的作战单位；它既是一个完整的作战体系，又可以和其他的师联合起来，按照上级指挥部制订的计划合力进攻一个战略要点。④线式与散兵作战方式相继产生。冷兵器时期所采用的大纵深密集阵形，既不利于热兵器火力的充分发挥，又不利于对火力的防护，与热兵器相适应的线式作战阵形逐渐形成，作战距离也由冷兵器时代近距离的
白刃格斗逐渐过渡到远距离的火力杀伤。19世纪中叶起，科学技术的发展使热兵器的性能有了新的提高。来复枪代替滑膛枪，线膛炮代替滑膛炮，后装药代替前装药。枪炮的射程、精度和射速大大提高，打击力显著增强。在密集的弹雨面前，线式队形难以对抗，线性作战方式逐渐为散兵作战方式所取代。⑤作战指挥复杂。随着热兵器的发展，军队数量和兵种也大大增加，一些国家相继建立了庞大的陆军、海军。战争规模扩大，作战伤亡与消耗增大，作战指挥增加了组织和运用火力、组织兵种协同等内容，战斗编组、后勤保障、战场管理也比冷兵器战争更为复杂。许多国家在团以上部队设置了司令部，指挥员主要通过司令部对军队实施作战指挥，组织步兵、骑兵、炮兵协同成为指挥的重要内容。
20世纪初，高爆弹药问世，步兵武器向自动化方向发展，具有铁板装甲保护的装甲车、坦克、飞机等机械化装备出现并运用于作战。人类战争由热兵器战争时代开始进入机械化战争时代。