八里桥之战暴露出“中西武器装备、中西技术和战术的差距，且衡量出中西高级指挥官在军事指挥上的高下。”在此役，中西火炮是最为得用的武器，火枪和战船也发挥了重要作用。清军火器占了军器中的十分之六七，其中火炮又占火器中的1/10。而此时期西洋前装线膛枪将步兵的火力范围从二三百米扩大到千米，射速从过去的2-4发∕分钟提高到3-4发∕分钟，“前装滑膛炮突然间变得过时了。此意味着就像拿破仑战争中那样使用霰弹的炮兵不能恣意地袭击步兵阵营，而且还意味着野战炮不再是战斗武器中的主导。”但是，黑火药燃烧雾大，妨碍步枪威力的发挥，战场上的火力仍主要依赖火炮。
在19世纪60年代洋务运动开始引进西方枪械之前，清朝枪械虽然种类繁多，但总体技术水平不高。与当时的西洋枪炮相比，除制造工艺不敌外，枪炮身太长，弹药装填及射击均未不便，火绳点火的装置落后，射速慢和射程近，杀伤性能低。其技术总体上从未超越明末之水平。皇家生产了大批御用枪，“有近60个品种。造型精美，不亚于同时期的欧洲火枪，且很多是燧发枪，还有来复枪。性能优良，枪身外镶嵌各种精致图案和贵重饰物，作用不过是狩猎或收藏。全国各地的绿营兵还在沿用明代技术粗陋的火绳枪，各地八旗兵的鸟枪比绿营好一些，京师八旗的枪械应更好，不过和皇家御用枪相比真是小巫见大巫了。”清军火绳枪总体上处于前装、滑膛和火绳点火的阶段。侵略军有对八里桥之战的清军装备记载：“清军主要由满蒙子弟构成，其中包括皇家卫队。这支部队由骑兵、步兵和炮兵组成。他们虽拥有大炮，但似乎更偏爱弓箭、马刀和长矛，有的披挂锁子甲上阵，有的举着盾牌。”在乾隆二十一年（1756）“钦定工部则例（标准）造火器式”中，清廷将85种火炮、17种鸟枪列为国家制式武器，颁行全国。当然，并非所有的部队都有复杂多元的枪炮配置。在实际作战时，清军枪炮配置往往不能统一，此肯定不利于士兵的掌握与发射，迟滞其性能的发挥。其实，清军火器配置率与西洋相比并不低，缺陷在于枪炮过于落伍，性能有限，故需冷兵器辅助之。具体而言，此时期的清军所用轻武器主要是兵丁鸟枪，并有少量的抬枪。各驻防八旗鸟枪兵占其额设兵丁1／3弱（如山海关）至全用鸟枪（如伊利和乌鲁木齐）。“前装滑膛铁制的兵丁鸟枪，用火绳发火,有瞄准装置,带溯杖 (即推弹杆)，使用圆形铅弹,枪长六尺一寸（2.03米）,重3千克。铁叉长1尺，铅丸重1钱（3.5克），每次使用6-10颗，装填火药（10.5克），射程160米 (100步) 至 240米 (150步) 之间，射速2发/分钟。鸟枪不能致远,关健不在枪而在低劣的火药。清军抬枪的装药量、射程及杀伤威力远大于兵丁鸟枪，身长可达五尺六寸,长的一丈，射程290-480米不等。”其实质是一种放大版的鸟枪、缩小版的火炮。重量从十二三斤到三十几斤不等，大于三十几斤以上的又叫抬炮，但各省所制长短不齐。侵略军记载之：“它是一种巨大、蠢笨的火绳枪，口内径可达3.8厘米，能发射110-450克重的弹丸。但它太长太沉了，枪手必须要把它架在一堵墙上，甚至是放在另一个人的肩膀上。”“有的抬枪很笨重─有三脚架支撑，需两个人搬运和操作。扣动扳机的人总是会因反冲力而摔倒，但是射程很远，约200码，且能发射好几个巨大的弹丸。”“据当代兵器史学家的计算，清代兵丁鸟枪（即17世纪的滑膛枪）的杀伤力理论指数为19，而19世纪中期采用圆锥形子弹的来复枪已变为102，即清军鸟枪的杀伤威力仅是侵略军击发枪的五分之一。侵略军击发枪由于杀伤威力较大，加上带有枪刺，因此完全淘汰了冷兵器。清军的兵丁鸟枪的杀伤威力不大，又不带枪刺(枪身太长，很难加装枪刺)，致使鸟枪兵在战场上不能脱离刀矛弓箭手的保护。因此，始终没有完成由冷热兵器并用到完全使用火器的转变。而鸟枪装备比例的低下又进一步影响了清军轻武器的整体威力。”从13世纪末中国开始把火炮用于战争后，一直没有按用途作明显的区分，通常是将轻炮配置在师船上，考虑到其载重和机动性的问题，其斤两肯定不会很大。迄至英法联军侵华之役，清廷曾积极新铸红夷炮和购买西洋前装滑膛炮用于御敌，不过，此役因与国内的太平天国运动交织在一起，曾从广东和京营抽调部分精良铜铁炮和洋炮到两湖战场上，这使得其对抗侵略军的火炮数量和质量都严重不足。法人记载了清军御敌的火炮类别：“其和16世纪欧洲大炮区别不大，或许只是体积上稍大一点，除了木炮，主要用生铁、青铜铸造，那是穆斯林和传教士教会中国的，我们曾经俘获过超大的青铜炮，长达3.51米，重达7220千克。大炮装在炮架上，射击时产生的后坐力就对着这些炮架。有时候，他们会把大炮藏在普通的车子上，比如在八里桥战役中，就出现过这种情况，有许多复合层大炮。且有后膛装的‘无敌大将军’，每门炮有一批炮弹。在后腹装之，可以连续发射。火箭在中国当今仍被广泛使用。”此反映出：清军火器有前装式红夷炮、后装滑膛佛郎机炮、鸟枪、抬枪、火罐、火箭、喷筒和部分洋枪洋炮，此外，还使用一定数量的冷兵器。主导型前装滑膛红夷炮趋向重型乃至巨型方向发展。与中英鸦片战争时期相比，稍有进步但无质的变化，同时也对国外先进火炮式样钟爱有加。与即将进入后装线膛炮技术的英法侵略军相比，差距在拉大。
在欧洲，从14-19世纪，火器一直稳步发展：从火绳枪到簧轮枪、燧发枪、击发枪（从散装弹药发展到弹夹）。法国军官米尼(Minie)上尉于1849年发明了金属弹药筒，它连结弹丸、火药和火帽于一体。米尼子弹后来改为锥头柱体的次口径弹，除了这一细微差别以外，装填弹药和射击程序跟老式燧发枪是一样的。米尼枪使用了雷管火帽及中空锥头柱体子弹两项新技术，射程比旧式燧发枪提高了3倍，即从二三百米提高到近千米，命中率和射速提高了3.5倍，其杀伤力是同时期清军火绳枪的5-10倍，射击更加简便可靠，且不受天气影响。由于例行程序变化很小，此种改进就易被采纳。英国于1851年购买了此专利，1852年制成了恩菲尔德(Enfield)式前装击发式来复枪。从1854年起，英军装备了1853年型前装线膛击发式恩菲尔德步枪，此枪射程约1100米，法国于1857年定米尼式击发枪为标准枪弹步枪。如在1860年8月12日的新河之战，“法国猎兵在1500米之外进行了准确的射击。”
在16世纪前，欧洲火炮名称也非常繁杂。法国人瓦利叶(Valliere，1667-1759年)在1732年建立的火炮系统被公认是历史上的第一个火炮系统。到了1830年，英法两国都用了单一口径的武器装备，发射同样口径的炮弹。迄至1860年大沽口石头缝炮台中西之战，英陆军司令格兰特称：联军共有3500名，英军重炮包括4门8英寸（20.3厘米）口径的大炮，2门20.3厘米口径的榴弹炮，2门发射32磅弹的炮，3门20.3厘米口径的臼炮；轻炮为2个阿摩士壮后装线膛炮兵连，2个发射9磅弹的炮连，1个发射康格里夫火箭的火箭连。法军另有2个野炮炮组参战。由此看出，英军在陆海战中除使用了传统的前装滑膛炮外，诸如加农炮、榴弹炮、陆海兼用的臼炮、海上用卡龙炮、康格里夫发明的直杆式火箭炮等。还使用了刚发明的后装线膛、发射锥头柱体炮弹的阿摩士壮炮。