1862年美国R.J.加特林发明多管手摇机枪。
1884年，英籍美国人H.S.马克沁研制成11.43毫米马克沁重机枪，是世界上第一挺利用火药燃气能量完成射击循环的机枪。
20世纪初，丹麦研制出便于单兵携行的M1902式8毫米麦德森轻机枪。
第一次世界大战期间，德、法、英、美、俄等国都装备了大口径重机枪，有的还配用了高射枪架，坦克机枪、航空机枪和舰艇机枪也因作战需要出现在战场上。
第二次世界大战前，德国研制出MG34通用机枪，该枪配弹鼓和两脚架可作轻机枪用，配弹链和三脚架可作重机枪用，是世界上第一挺通用机枪。
战后新研制的机枪大部分都是通用机枪，如比利时FNMAG、德国MG3、美国M60式7.62毫米通用机枪等。
中国20世纪60年代以后研制了1967年式7.62毫米轻重两用机枪、1981年式7.62毫米轻机枪、1995年式班用机枪、1988年式5.8毫米通用机枪、1989年式12.7毫米重机枪、1975年式14.5毫米单管高射机枪等。
按结构，分为轻机枪、重机枪和通用机枪；
按机动方式，分为携行机枪、牵引机枪、车载机枪、航空机枪和舰艇机枪；
按射击任务，分为平射机枪和高射机枪。 各个型号的机关枪
由枪身、枪架和瞄准具组成。
①枪身。多采用导气式或枪管后坐式自动原理，少数采用半自由枪机式。供弹方式多为弹链式，轻机枪常用弹鼓、弹匣或弹盘供弹，以提高机动性。闭锁机构常用枪机回转式、枪机偏转式、中间零件摆动式。多采用连发击发机构。击发机构一般为击锤平移式。多采用开膛待击，避免枪弹自燃和便于冷却弹膛。为使机枪在连续射击过程中枪管不至于过热，影响射击精度和使用安全，必须对枪管进行冷却。早期机枪多采用水冷方式，现代机枪均采用气冷方式，有的机枪还配有备份枪管，可供在必要时更换使用。枪管的管壁较厚，并且采用耐热、耐磨的优质合金钢制造，有的还采用抗烧蚀能力较强的钨铬钴合金枪管衬套，以提高枪管寿命。枪口通常装有消焰器或制退器等装置，以减小膛口火焰、后坐力和噪声。
②枪架。用于承架枪身，并与瞄准装置配合赋予枪身一定的射角和射向，承受射击时枪身的后坐作用，以保持机枪射击稳定性。轻机枪采用两脚架。重机枪通常采用三脚架，以平射为主，兼顾高射；还有的采用轮式枪架。通用机枪可选择配用两脚架或三脚架。车装机枪、舰艇机枪和航空机枪一般通过固定架座安装在载体上。
③瞄准具。以机械瞄具为主。轻机枪的机械瞄准装置多由弧形表尺和圆柱形准星组成，重机枪则多由立框式表尺和圆柱形准星组成，表尺不仅可以上下移动装定距离分划，还可以左右移动，以便修正风偏和对运动目标的瞄准射击。为便于对空射击，有的装有环形缩影瞄准具或自动向量瞄准具。现代机枪多配有光学瞄具，包括白光瞄准镜和微光瞄准镜。将发展小口径班用机枪，实现步枪、机枪子弹通用化；重机枪向轻型化发展，减轻重量，改善机动性能，提高射程和威力；研发新弹种，提高其毁伤效果，增强机枪的作战能力；配用先进的简易火控系统和夜视瞄准装置，满足全天候作战的要求。