一、火药与火药武器
在宋代，火药的配方已脱离了初始阶段的硝石、硫黄和木炭，各种药物成分的配比比较合理，并开始应用到军事上。
到宋代军事中，人们对火攻器械进行了大量的改造，出现了冯继昇的火箭法，唐福献的火球、火蒺藜，石普的火球、火箭等。火药武器大量出现，推动了火药的配方改进和专门的火药研究，如北宋曾公亮、丁度等编著的《武经总要》中就有三个火药配方。如毒药烟球每个有5斤重，配方为硫黄15两，烟硝30两，木炭5两，草乌头5两，巴豆2.5两，沥青2.5两，还有少量的砒霜。火炮火药配方：硫黄14两，烟硝40两，松脂14两，以及定粉、黄丹、清油、竹茹、黄蜡、桐油等。从文献记载看，宋代的火药配方成分增多，与唐火药相比，主要成分硝、硫、木炭，宋代火药硝的成分增加到两倍甚至三倍，已与后来黑火药的硝的含量接近。同时在火药中加入其他材料，以利于易燃、易爆、易毒等效果。所以火药虽不是宋人发明，但宋人在制造和使用过程中得到了较大的改进。
宋人对火药的改进只是其成就的一部分，最主要的是将火药应用到武器制造和发明上，推动了火药的实用性，使火药这一古老的技术得以发挥更大的作用。首先是火炮的出现。在宋代的文献记载中出现了有关火炮的记载，当时的火炮形制不尽相同，有纸制、陶制和铁制等。北宋末年，民族矛盾激化，金人不断南下侵略，在宋金战争中，宋朝军队就发明使用了“霹雳炮”、“震天雷”等杀伤性较大的火炮。震天雷是铁制火炮，威力很大，杀伤性很强，在《金史》中就曾这样记载：“火药发作，声如雷震，热力达半亩之上，人与牛皮皆碎迸无迹，甲铁皆透。”到了南宋，不仅火炮大多为铁制，且数量相当可观，时人曾记载：“荆淮铁火炮有十数万只。”[9]南宋末年，元军攻南宋，马塈守静江，元军围城十余日，城内粮尽，几乎城不保，元军迫使宋守军投降，马成旺部将娄钤辖不为所动，在元军攻城时，“娄乃令所部入拥一火炮然之，声如雷霆，震城土皆崩，烟气涨天外，兵多惊死者，火熄入视之，灰烬无遗矣”[10]。可见火药威力之大以及出现了巨型火炮。这些火炮，不管是小型、中型或巨型，也不论是陶制、纸制、铁制，不是用火药放射的火炮，可能是以埋藏、放置的方式，也可能是引爆的炸药包之类的火器。