Projéctil, pó e espoleta
Em 1850, munições normais para armas eram munições sólidas redondas e pó preto, enquanto os howitzers disparavam projécteis ocos cheios de pó, inflamados por espoletas de madeira cheias de pó de queima lenta. A introdução de artilharia estriada permitiu a adopção de projécteis alongados, que, devido às suas formas aerodinâmicas, eram muito menos afectados pelo vento do que as bolas redondas e, sendo decididamente mais pesados do que as bolas de diâmetro semelhante, variavam muito mais longe. No entanto, a forma variável dos projécteis não afectou a sua natureza no início. Por exemplo, a concha de estilhaços, tal como foi introduzida nos anos 1790 pelo inglês Henry Shrapnel, era uma concha esférica, embalada com uma pequena carga de pó preto e um número de bolas de mosquete. A pólvora, inflamada por uma simples espoleta, abriu a carapaça sobre concentrações de tropas inimigas, e as bolas, com velocidade conferida pela carapaça voadora, tiveram o efeito de fogo de mosquete entregue a longa distância. Quando a artilharia de espingarda entrou em uso, o desenho original dos estilhaços foi simplesmente modificado para se adequar às novas carapaças alongadas e permaneceu o projéctil padrão de artilharia de campo, uma vez que era devastador contra as tropas ao ar livre.
Devido ao giro estabilizador que lhes era dado pelas ranhuras do rifling, os projécteis alongados voavam muito mais rectos que as bolas, e era virtualmente garantido que aterravam primeiro no ponto. Utilizando este princípio, projécteis alongados cheios de pó foram equipados na cabeça com espoletas de impacto, que acenderam a carga de pó ao atingir o alvo. Isto, por sua vez, levou à adopção de projécteis anti-pessoais com cartuchos cheios de pó. Na artilharia naval, os projécteis de blindagem alongada foram inicialmente feitos de ferro fundido sólido, com as cabeças arrefecidas durante o processo de fundição para as tornar mais duras. Eventualmente, as carapaças foram feitas com uma pequena carga de pó, que explodiu por fricção na súbita desaceleração da carapaça após o impacto. Isto não foi um arranjo inteiramente satisfatório, uma vez que as conchas geralmente explodiram durante a sua passagem pela armadura e não depois de terem penetrado no funcionamento vulnerável do navio, mas foi ainda menos satisfatório encaixar as conchas com espoletas de impacto, que foram simplesmente esmagadas no impacto.
Entre 1870 e 1890 muito trabalho foi feito no desenvolvimento de propulsores e explosivos. Os pós sem fumo à base de nitrocelulose (chamados de ballistite na França e cordite na Grã-Bretanha) tornaram-se o propulsor padrão, e os compostos à base de ácido pícrico (sob vários nomes como lyddite na Grã-Bretanha, melinite na França e shimose no Japão) introduziram o enchimento moderno e altamente explosivo para as conchas. Estes compostos mais estáveis exigiam o desenvolvimento de espoletas adequadas para as conchas de blindagem, uma vez que o atrito já não era um método fiável de as acender. Isto foi conseguido encaixando espoletas na base das conchas, onde o impacto contra a blindagem não as danificaria, mas o choque de chegada as iniciaria.
Espoletas de tempo, concebidas para rebentar as conchas de estilhaços sobre o solo num determinado ponto da trajectória da concha, foram gradualmente refinadas. Estas consistiam normalmente num anel fixo que transportava um comboio de pólvora, juntamente com um anel semelhante mas móvel. O anel móvel permitiu que o tempo de queima fosse ajustado variando o ponto em que o anel fixo inflamou o trem móvel e o ponto em que o trem móvel inflamou o explosivo.
Durante a Primeira Guerra Mundial estas espoletas foram instaladas em conchas antiaéreas, mas foi descoberto que queimavam imprevisivelmente em altas altitudes. Espoletas cheias de pó que funcionavam sob estas condições foram eventualmente desenvolvidas, mas a firma Krupp se propôs a desenvolver espoletas que não eram suscetíveis a variações atmosféricas. Estas espoletas de relógio também foram usadas para disparos de estilhaços de longo alcance; inevitavelmente, um espécime não danificado foi recuperado pelos britânicos, e o segredo foi revelado. Em 1939 as espoletas de relógio de vários padrões, algumas usando acionamento por mola e algumas centrífugas, eram de uso geral.
Guerra Mundial I também viu o desenvolvimento de projéteis especializados para atender a várias demandas táticas. Conchas de fumo, cheias de fósforo branco, foram adoptadas para a triagem das actividades das tropas; conchas iluminantes, contendo erupções de magnésio suspensas por pára-quedas, iluminavam o campo de batalha à noite; conchas de gás, cheias de vários produtos químicos, como cloro ou gás mostarda, foram utilizadas contra as tropas; foram desenvolvidas conchas incendiárias para atear fogo a zepelins cheios de hidrogénio. Os altos explosivos foram melhorados, com TNT (trinitrotolueno) e amatol (uma mistura de TNT e nitrato de amónio) a tornarem-se cartuchos padrão.
A Segunda Guerra Mundial viu a melhoria geral destes tipos de cartuchos, embora as mesmas características básicas tenham sido usadas e propulsores sem chama, usando nitroguanidina e outros compostos orgânicos, gradualmente assumiram o lugar dos primeiros tipos simples de nitrocelulose. A espoleta de proximidade foi desenvolvida por pesquisa conjunta britânico-americana e foi adotada primeiro para defesa aérea e depois para bombardeio terrestre. Dentro da espoleta de proximidade havia um pequeno transmissor de rádio que enviava um sinal contínuo; quando o sinal atingia um objeto sólido, ele era refletido e detectado pela espoleta, e a interação entre os sinais transmitidos e recebidos era usada para disparar a detonação da espoleta. Este tipo de espoleta aumentou as chances de infligir danos aos alvos da aeronave, e também permitiu que a artilharia de campo explodisse os projéteis no ar a uma distância letal acima dos alvos do solo sem ter que estabelecer o alcance exato para o ajuste da espoleta.
Após 1945 a espoleta de proximidade foi melhorada pelo transistor e pelo circuito integrado. Estes permitiram que as espoletas fossem consideravelmente reduzidas em tamanho, e também permitiram que o custo fosse reduzido, tornando economicamente possível ter uma combinação de espoleta de proximidade/impacto que atendesse a quase todas as exigências da artilharia. A electrónica moderna também tornou possível o desenvolvimento de espoletas electrónicas de tempo, que, substituindo o tipo de relógio mecânico, podiam ser mais facilmente ajustadas e eram muito mais precisas.