美国内战是一场血腥的战争，许多战斗运用了已经存在近百年的步兵战术。不过，武器设计师们仍在这场战争期间开发出诸多技术，他们开发的一些武器给持续几个世纪的战争方式带来了革命性变化。
连发步枪
尽管内战双方的主要武器都是来福火枪，但连发步枪正是在这场战争中首次亮相。雷帽与弹夹的引入令后装式步枪得以诞生，其装填速度比前装式枪械要快上一大截。
“斯宾塞”（Spencer）连发步枪在战争中证明了这种新型枪械的优越性能，这种步枪可以发射七枚56毫米口径的子弹，弹夹为圆筒状，装在枪托上。退壳与装弹则由杠杆来完成。
这种武器真正的革命性变化来自步兵战术的革新。弹夹的引入以及短时间内快速多次发射的能力，意味着各方士兵不必再排成整齐的队形对射。
相反，士兵们的机动性大大增强，他们能够采用更多的身体姿态并依托掩体进行射击。不幸的是，由于将军们担心士兵会因此浪费太多弹药，新型连发步枪的应用范围相当有限。
加特林机枪
一挺1876年生产的加特林机枪，目前收藏于拉勒米堡国家历史遗址。
在约翰·加特林（John Gatling）发明这种机枪之前，没有任何一种武器能够提供持续高频率火力。尽管还不是真正意义上的自动化武器，但这种手摇式多管机枪的射速已经达到每分钟450发。这种机枪没有弹链或弹带，它的立式弹夹仅仅靠重力来完成供弹。多根枪管的使用可防止过热，并能带来更长时间的连续射击。
这种具有快速火力的武器从根本上改变了战争。大型步兵阵形就此退出了历史舞台——这种机枪能够轻易地将他们击溃。不过，直到第一次世界大战，这个教训才被完全领悟。
在美国内战中，加特林机枪的使用率仍然有限，理由仍是军事部门担心浪费太多弹药。许多出现在战斗中的加特林机枪都是指挥官以私人名义采购的。此外，旋转式枪管设计对此后自动化武器的影响相当深远，例如GAU-17速射机枪和“火神”式机炮（Vulcan）就遵循这样的设计。
铁甲军舰
汉普顿锚地海战中，“莫尼特”号大战“弗吉尼亚”号。
美国内战爆发时，蒸汽动力才刚刚被引入到战舰的设计当中。大部分军舰仍然是木制帆船。不过，英法两国当时已经开始在已有战舰的两侧加装护甲片。从内战伊始，南北双方都想方设法获取铁甲舰船。美国国内设计的铁甲舰在1862年3月的汉普顿锚地海战中（Hampton Roads）首次亮相。
在遭遇联邦（北方）军铁甲舰“莫尼特号”（Monitor）之前，装有炮塔的邦联（南方）军“弗吉尼亚”（Virginia）号已经击溃了3艘北方军战舰。尽管这场海战最终以平局收场，但它彻底改变了海战模式。“莫尼特号”更是代表了一种全新的战舰。
这种战舰吃水线非常低，使用旋转炮台而非传统的舷侧舰炮。随着汉普顿锚地海战的消息传播开来，许多国家停止生产木制战船，转而追捧“莫尼特”式新型战舰。自此，炮塔成为战舰设计中不可或缺的元素。
潜水艇
尽管联邦的工业产能较邦联强大许多，但首次研发出潜艇的还是后者。这艘名叫“汉利”（H.L.Hunley）号的潜艇可能是世界上第一艘在海战中成功击沉敌舰的潜艇。
该艇长40英尺（约12米），乘员8人；它以手摇柄驱动，比起20世纪早期问世的潜艇相去甚远。“汉利”号仅装备了1枚竿式鱼雷——相当于在一根长木棍前方绑上一颗炸弹——于1864年2月17日成功击沉了联邦军“豪萨托尼克”（Housatonic）号战舰。
不幸的是，“汉利”号不久之后也沉没了。但它开创了未来水下作战的先河。
手雷
图片来源：Minnesota Historical Society/Wikimedia
虽然手雷并不是美国内战中出现的新发明，但当时设计及功能上的改进极大地改变了它的使用方式。在此之前，使用手雷需要先点燃引线，然后掷出。因此，只有少数特种部队——也就是掷弹兵（grenadiers）——能够使用它。某些时候，当时的“手雷”更像是某种燃烧弹。
威廉·凯彻（William Ketchum）设计了一种新型手雷，它只要遭受冲击就会引爆。
这种手雷配有一个带活塞的金属气缸，手雷落地时即能引爆内部爆炸物。为确保落地时引信触地，凯彻还为这种新型手雷加上了4片类似于箭羽的木制稳定装置。在这样的设计之下，任何兵种都可以使用手雷了。
这也意味着士兵能够同时携带手雷和步枪，向敌方战壕或其它据点发起突袭。到了20世纪，所有主要军队都将手雷列为步兵标准装备。
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