現代の小銃に使用されているのは、各種薬莢で弾丸・発射薬・着火薬を一体化させた実包を用いる後装式であり、薬莢を銃身後端（薬室）部に差し込んで発火させた際に、発射時の圧力で薬莢が飛び出さないよう遊底で閉鎖するためのボルトアクション式をはじめとする各種の方式が考案された。
給弾・装填機構.
単発銃の装填時間の長さと、それに起因する時間あたりに可能な射撃数の少なさは大きな欠点と見なされていた。改良のための試行錯誤は早い段階から始められており、初期には複数の銃身および閉鎖機構を組み合わせた多銃身銃がいくつか考案されている。また、これをさらに発展させ軽量化を図ったのが単一の銃身および閉鎖機構と複数の薬室を組み合わせた回転式銃（リボルバー）である。
自動化機構.
現代の自動小銃では、主にガス圧作動方式もしくは遅動ブローバック方式の自動化機構が採用されている。
種類.
ボルトアクション小銃.
ボルトアクション小銃（ボルトアクションライフル）は、手動で遊底（ボルト：薬室に弾を送り込み薬室後部を閉鎖する部品）を操作し、薬室の閉鎖・開放を行う火器のことである。日本語では鎖閂式（ささんしき）とも呼ばれる。
現在では狙撃銃など、発射速度より精度を重視する場面に使用が限られているが、民生用途ではスポーツ用や狩猟用など幅広く使用されている。後述の対戦車ライフル・対物ライフルでも多くがボルトアクション機構を採用している。
レバーアクション小銃.
レバーアクションは、ライフル銃の機関部下側に突き出した用心鉄（引鉄のガード）部分をレバー化し、これを下に引き、それをまた戻すことによって遊底を前後に動かし、薬室から薬莢を排除すると同時に次弾を装填して薬室を閉鎖する仕組みである。レバーアクションの閉鎖機構は尺取虫状のトグル・ジョイント機構を採用したものが代表例である。日本語では底碪式（ていがんしき）とも呼ばれる。
自動小銃.
軍用向けの製品にはフルオート射撃機能を持つものもあり、形態によってアサルトライフルに分類されている製品も多い。また、全自動連射可能な物を「自動小銃」と称し、単射のみのものは「半自動小銃」と呼び分けられる場合もある。
多くの国ではフルオート射撃機能を持つ火器の民間人による所持を制限ないし禁止しているため、これを除いた製品が自動小銃として市販されている。
アサルトライフル.