于同治十一年（1861年）冬，以训练京师八旗兵丁为目的建立的一个中央衙门。此后机构逐步扩大，创办军火局、机器局、电灯公司、轮船公所、熬硝公所、煤矿等。兼有武器装备供给、军事参谋功能。负责守卫紫禁城和北海、中海、南海和跟随皇帝巡行。创立初期，直隶地区的捻军和土匪活动频繁，神机营亦参与清剿。其衙署位于煤渣胡同，部队时常驻扎于南苑。清朝灭亡时神机营废止。