1880年代には無煙火薬の発明による初速や射程の向上、製銃技術自体の発展を受け、小口径小銃の普及が進んだ。装填や排莢が自動化された小銃、すなわち自動小銃の開発が始まったのもこの頃であり、1882年にアメリカのウィンチェスター社が最初期の半自動小銃を発表しているほか、1908年にメキシコのマヌエル・モンドラゴン将軍が開発したモンドラゴン小銃は、初めて軍の制式小銃として採用された自動小銃だった。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。
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。1860年3月、アメリカでクリストファー・マイナー・スペンサーが、最初期の弾倉式連発銃であるスペンサー銃の特許を取得した。スペンサー銃は銃床内に固定式のチューブ型弾倉を備え、7発の実包を収めることができる。装填に手間がかかり、1分間あたり15発程度しか射撃できなかったものの、南北戦争中には強力な銃器として重宝された。同時期にはウィンチェスター銃、ヘンリー銃といった連発銃も開発されている。1860年代末、最初のボルトアクション式連発銃ヴェッテルリ銃が開発され、その後もチューブ型弾倉を用いる連発銃の改良が進められた。1885年、オーストリア人技師フェルディナント・マンリッヘルが尾筒弾倉式あるいは中央弾倉式として知られる形式のボルトアクション式連発銃を初めて開発した。これは尾筒内に固定式弾倉を設けた方式で、チューブ式弾倉と異なり複数発の実包を同時に装填することが可能だった。以後、尾筒弾倉式ボルトアクションは世界各国に普及し、長らく標準的な連発銃の形態として採用されていた。現代の小銃では固定式または着脱式の弾倉に実包を保持する形式のものが大部分となっている。弾薬の小口径化に伴い弾倉の装弾数は年々増加する傾向にある。ひとつの弾倉で50-100発もの実包を保持し、小銃を簡易な分隊支援火器とできる弾倉もある。
初期の小銃は、銃口もしくは銃身の途中から弾丸と発射薬を詰めて使用される前装式が主なものだったが、遮蔽物に隠れたり伏せたままで再装填を行うことが難しいなどの問題があった。1830年代には近代的な後装式小銃の開発が進められ、1836年にはフランス人カシミール・ルフォーショウが初めて実用的な製品を開発した。また、同年にはプロイセンのヨハン・ニコラウス・フォン・ドライゼが最初の実用的なボルトアクション式であるドライゼ銃を発表している。後装式小銃は前装式小銃に比べてあらゆる点で優位を認められつつ、一方で当初は閉鎖機構や新型実包（各種薬莢で弾丸・発射薬・着火薬を一体化させたもの）の信頼性に問題があったため、すぐには普及しなかった。1850年代に入ると、技術発展に従い機械部品の精密加工が可能となり、十分に信頼しうる後装式小銃の製造が始まった。1860年代までに前装式小銃はほとんど使用されなくなった。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。
ザクセン選帝侯フリードリヒ2世の2人の息子、エルンストとアルブレヒトは、父から受け継いだ領土を長く共同で治めており、兄のエルンストがザクセン選帝侯位に就いていた。1485年、兄弟は領土を分割することを決め（ライプツィヒの分割）、弟アルブレヒト3世はドレスデンを中心とする独立の世襲領を与えられてアルベルティン系のヴェッティン家を創設した。一方、エルンストとその子孫はエルネスティン系と呼ばれ、選帝侯位を継いでいった。エルンストの長男の選帝侯フリードリヒ3世賢公はマルティン・ルターを庇護するなど宗教改革を支援したが、アルブレヒト3世の長男ゲオルク髭公は嫡系エルネスティン系への対抗姿勢を見せ、自領における宗教改革の進展を阻止した。ゲオルクの後を継いだ弟ハインリヒ4世敬虔公の治世になって、アルベルティン系ザクセン公国にも宗教改革が導入された。フリードリヒ3世の甥ヨハン・フリードリヒ1世はシュマルカルデン同盟に所属する福音派の諸侯達の指導者であったが、ハインリヒ4世の長男モーリッツはエルネスティン系に対抗すべく、1546年にプロテスタントの信徒でありながら神聖ローマ皇帝カール5世の陣営に入った。シュマルカルデン戦争でプロテスタント側が敗北すると、皇帝カール5世は自らに与したモーリッツの便宜を図り、ザクセン選帝侯位とエルネスティン系の領地の大部分をヨハン・フリードリヒから剥奪した上で、これをモーリッツに与えた。これ以後、アルベルティン系がヴェッティン家の主流となった。選帝侯位を喪失したこと、また恒常的に分割相続を繰り返した（これによって個々の相続人達の取り分は代を経るごとに少なくなっていった）ことで、17世紀半ば以降のエルネスティン系ヴェッティン家は神聖ローマ帝国における政治的重要性を失い、弱小領邦の群れに転落した。エルネスティン系の分家の1つザクセン＝コーブルク＝ゴータ家は、19世紀になると婚姻戦略によってヨーロッパの数多くの国の君主を輩出して国際的な重要性を獲得し、「ヨーロッパ王室の牧場」と呼ばれるまでになった。ザクセン＝コーブルク＝ゴータ家は現在もベルギー（ベルジック家）とイギリス（ウィンザー家）の王家である。