在枪械中，膛线指的是在枪管内膛面上加工的螺旋槽，目的是施加扭矩。当弹丸沿膛内移动时，枪管膛线的凸起部分与弹丸接触并施加扭矩，使弹丸绕纵轴旋转。当弹丸离开枪管时，由于角动量守恒，这种旋转持续存在，并使弹丸具有陀螺稳定性，以防止飞行中偏航和上下翻滚。这使得可以使用更细长和空气动力学效率更高的子弹，从而提高射程和精确度。
（膛线和运动员抛出橄榄球的作用类比）
膛线通常用扭曲率来描述它的性能，它表示膛线完成一整圈所需的距离，通常较短的距离表示更快的扭转，这意味着给定速度，子弹将以更高的旋转速度旋转。弹丸的长度、重量和形状的组合决定了稳定弹丸所需的扭转率。用于短、大直径弹丸，如球形铅弹的枪管需要非常低的扭转率，它只需122厘米内旋转1圈。用于长、小直径子弹枪管的子弹，如超低阻力的5.2克，5.56毫米子弹在20厘米可以在更快的时间内扭转1圈。
子弹离开枪管后，其旋转速度可超过每分钟10万转，这取决于子弹的初速和枪的螺距。子弹的转速=MV/扭转率，例如，使用的枪管在8英寸内扭转1圈，初速为3000英尺/秒：
3000 fps×（12“/（8”/转））×60秒/分=270000转/分。
但是过高的旋转速度会超过子弹的设计极限，而且过高的扭曲率也会导致问题。过度的扭曲率会加速枪管磨损，再加上过高的旋转速率，会导致子弹外壳破裂，导致高速旋转的子弹在飞行中解体。由单一金属制成的子弹实际上无法同时兼容飞行速度和旋转速度，因此它们在飞行中因其高旋转速度和高初速而解体。也就是说膛线的设计要符合子弹的性能和大小形状，盲目追求数据的高低，会导致枪械无法发挥最大的杀伤力。
为了获得最佳的枪械性能，膛线的扭转率应足以使它合理预期发射的任何子弹旋转稳定，而不是过度增加。大直径子弹提供了更多的稳定性，因为大半径提供了更多的陀螺惯性，而长子弹更难稳定，因为它们往往背负了和气动压力的杠杆作用。速度的提高意味着新的问题出现了，因此子弹从软铅变成硬铅，然后变成了铜套，以便更好地接合螺旋槽而不“剥落”，就像螺丝或螺栓螺纹受到极端力时会被剥落一样。
（美国陆军的武器根据交战范围的分布使用）
在某些情况下，膛线的扭转率会随着枪管长度的增加而变化，称之为增益扭转或渐进扭转。从后膛到枪口的扭转率降低是不可取的，因为它不能可靠地稳定子弹在膛内的运动。极长的弹丸，如弗莱切特弹丸，需要高扭转率来进行陀螺稳定，而且通常采用空气动力学稳定。这种空气动力学稳定的子弹可以从光滑枪筒发射而不降低精度。
为了发挥步枪最大的杀伤力，子弹可以根据其膛线来设计。一些早期的步枪枪管上有扭曲的多边形膛线。惠特沃思步枪的子弹是根据枪膛的形状来设计的，这样子弹就可以抓住步枪的枪膛并以这种方式旋转。惠特沃思步枪可以说是世界上第一支远程狙击步枪，它使用六边形的多线膛线的枪管，这意味着子弹不必像传统步枪那样咬入膛线槽。惠特沃思步枪比1853年恩菲尔德式步枪精确得多。在1857年的试验中，这两种武器的精度和射程都得到了测试，惠特沃思步枪的设计以大约3比1的速度超过了恩菲尔德步枪。此外，惠特沃思步枪能够在2000码的射程内击中目标，而恩菲尔德只能在1400码的距离内射中目标。在美国南北战争期间，配备惠特沃斯步枪的南方神枪手的任务是消灭联邦野战炮兵，并用其狙杀了约翰·塞奇威克少将，他是南北战争中阵亡的最高级别军官之一。
（惠特沃思步枪的子弹形状）
此后枪支实验设计中使用了许多不同形状和程度的膛线螺旋。尽管不常见，多边形的膛线仍然在一些武器中使用，例如发射标准子弹格洛克系列手枪。但不幸的是，这些早期的设计中有许多容易产生危险的反作用，这可能导致武器的破坏和射击者的严重伤害。
（格洛克系列手枪）
当子弹进入枪管时，它会插入膛线，这个过程会使枪管逐渐磨损，同时也会使枪管升温更快。因此，一些机枪装备了快速更换的枪管，每几千发就可以更换一次，或者在早期的设计中，是水冷的。与老式的碳素钢枪管不同，在极端高温导致精确性下降之前，限制在1000发左右，而现代的目标步枪不锈钢枪管耐磨性更高，可以在精度下降前发射数千发子弹。现代弹药的铅芯硬化，外层包层或外套较软，通常是铜镍合金。一些弹药甚至涂有二硫化钼，以进一步减少内部摩擦，即所谓的“涂钼”子弹。
在螺栓动作和半自动狙击枪之间的选择，通常取决于狙击手在特定组织中角色的具体要求，每种设计都有优缺点。对于特定的弹丸，螺栓式膛线的制造和维护成本更低，更可靠，更轻，因为枪支里的活动部件较少。螺栓动作由于其较高的精确度和易于维护，在军事和警察角色中最常用。如扫雷和特种部队行动，往往使用半自动。但是自动弹壳弹射有助于避免暴露射手的位置。半自动武器可以同时作为战斗步枪和狙击步枪，并可以获得更大的速度的射击。由于这种步枪可能是改装的现役步枪，一个额外的好处是可以与已列装的步兵步枪共同作战，从而减少成本。
现代膛线最常用的凹槽有相当锋利的边缘。早期的多边形膛线，开始流行起来，尤其是在手枪上。多边形膛线的使用寿命往往更长，因为膛线被切割出来的凹槽锐边的减少，减少了对枪管的腐蚀。多边形膛线的支持者也声称速度更快，精确度更高。多边形来复枪目前在CZ，Heckler&Koch，Glock，Tanfoglio，Kahr Arms以及沙漠鹰的手枪上看到。
（多边形膛线）
多边形膛线的凸起和凹槽可以在数量、深度、形状、扭曲方向（右或左）和扭曲率上变化，使得膛线赋予的自旋显著提高了弹丸的稳定性，提高了射程和精度。由于扭转率的降低对精度非常不利，所以用膛线毛坯加工的枪械匠通常会仔细测量扭曲度，这样他们就可以获得更快的扭转率。
而膛线很少的步枪也不是一无是处，看似闲庭信步的增益扭转或渐进式膛线，开始的子弹扭转速率缓慢，在子弹进入喉道后的最初几厘米内，子弹的角动量几乎没有变化。这使得子弹基本上保持稳定，并在弹壳口处保持原样。在枪口与膛线啮合后，子弹在被推进枪管时，逐渐受到加速角动量的理论上的优势是，通过逐渐增加旋转速率，扭矩会沿着更长的孔长传递，从而使热机械应力能够扩散到更大的区域，而不是主要集中在喉部，而枪支喉部的磨损通常比枪管的其他部分快得多，通过降低喉部的磨损来提高枪械的可靠性。
军方已经在多种武器中使用了增益扭转膛线，比如目前一些战斗机使用的20毫米M61瓦肯加特林枪，以及A10使用的更大的30毫米GAU-8复仇者加特林枪。在这些应用中，它通过使用低初始扭转率来降低膛压，从而使枪管结构更轻，但确保子弹离开枪管后具有足够的稳定性。
一般来说，在每100码的射击距离中，经过训练的优秀狙击手的准确度通常比普通狙击手的误差相差在0.3码之间。可见如果使用相同的枪械，通过刻苦训练，还是可以提高精确度，而在枪械技术存在代差时，也可以在不同人使用时可以弥补差距。枪械只是工具，而决定其命中率的人为因素也占据关键作用。在一战的最初几个月里，德国在狙击队方面取得了巨大的战果，在此之后，狙击手的训练才被视为军队的一个组成部分。而且随着瞄准镜的使用，可以提高狙击枪的精准度。
综上所述，尽管膛线的形式不同，但膛线的共同目标是将子弹准确地射中目标。除了使子弹旋转外，枪管必须在子弹沿枪管向下移动时，牢牢地、同心地固定住弹丸。这需要膛线必须满足：它的大小必须使射弹在发射时能够冲撞或封闭以填充膛内；直径应一致，且不得在枪口增加直径；膛线在膛长方向上应保持一致；不改变横截面，如沟槽宽度或间距的变化；它应该是光滑的，没有与膛垂直的划痕，以让其它不会磨损弹丸上的材料；枪膛和枪口的口径必须使子弹能顺利地进入和离开膛线。膛线能够为步枪提供的杀伤力和精准度会出现边际效应，还得依靠子弹的改进，和其他配套工具的使用而突破性能的瓶颈，而且决定枪械精准度的主要是人，而不是工具。
