在槍械中，膛線指的是在槍管內膛面上加工的螺旋槽，目的是施加扭矩。當彈丸沿膛內移動時，槍管膛線的凸起部分與彈丸接觸并施加扭矩，使彈丸繞縱軸旋轉。當彈丸離開槍管時，由于角動量守恒，這種旋轉持續存在，并使彈丸具有陀螺穩定性，以防止飛行中偏航和上下翻滾。這使得可以使用更細長和空氣動力學效率更高的子彈，從而提高射程和精確度。
（膛線和運動員拋出橄欖球的作用類比）
膛線通常用扭曲率來描述它的性能，它表示膛線完成一整圈所需的距離，通常較短的距離表示更快的扭轉，這意味著給定速度，子彈將以更高的旋轉速度旋轉。彈丸的長度、重量和形狀的組合決定了穩定彈丸所需的扭轉率。用于短、大直徑彈丸，如球形鉛彈的槍管需要非常低的扭轉率，它只需122厘米內旋轉1圈。用于長、小直徑子彈槍管的子彈，如超低阻力的5.2克，5.56毫米子彈在20厘米可以在更快的時間內扭轉1圈。
子彈離開槍管后，其旋轉速度可超過每分鐘10萬轉，這取決于子彈的初速和槍的螺距。子彈的轉速=MV/扭轉率，例如，使用的槍管在8英寸內扭轉1圈，初速為3000英尺/秒：
3000 fps×（12“/（8”/轉））×60秒/分=270000轉/分。
但是過高的旋轉速度會超過子彈的設計極限，而且過高的扭曲率也會導致問題。過度的扭曲率會加速槍管磨損，再加上過高的旋轉速率，會導致子彈外殼破裂，導致高速旋轉的子彈在飛行中解體。由單一金屬制成的子彈實際上無法同時兼容飛行速度和旋轉速度，因此它們在飛行中因其高旋轉速度和高初速而解體。也就是說膛線的設計要符合子彈的性能和大小形狀，盲目追求數據的高低，會導致槍械無法發揮最大的殺傷力。
為了獲得最佳的槍械性能，膛線的扭轉率應足以使它合理預期發射的任何子彈旋轉穩定，而不是過度增加。大直徑子彈提供了更多的穩定性，因為大半徑提供了更多的陀螺慣性，而長子彈更難穩定，因為它們往往背負了和氣動壓力的杠桿作用。速度的提高意味著新的問題出現了，因此子彈從軟鉛變成硬鉛，然后變成了銅套，以便更好地接合螺旋槽而不“剝落”，就像螺絲或螺栓螺紋受到極端力時會被剝落一樣。
（美國陸軍的武器根據交戰范圍的分布使用）
在某些情況下，膛線的扭轉率會隨著槍管長度的增加而變化，稱之為增益扭轉或漸進扭轉。從后膛到槍口的扭轉率降低是不可取的，因為它不能可靠地穩定子彈在膛內的運動。極長的彈丸，如弗萊切特彈丸，需要高扭轉率來進行陀螺穩定，而且通常采用空氣動力學穩定。這種空氣動力學穩定的子彈可以從光滑槍筒發射而不降低精度。
為了發揮步槍最大的殺傷力，子彈可以根據其膛線來設計。一些早期的步槍槍管上有扭曲的多邊形膛線。惠特沃思步槍的子彈是根據槍膛的形狀來設計的，這樣子彈就可以抓住步槍的槍膛并以這種方式旋轉。惠特沃思步槍可以說是世界上第一支遠程狙擊步槍，它使用六邊形的多線膛線的槍管，這意味著子彈不必像傳統步槍那樣咬入膛線槽。惠特沃思步槍比1853年恩菲爾德式步槍精確得多。在1857年的試驗中，這兩種武器的精度和射程都得到了測試，惠特沃思步槍的設計以大約3比1的速度超過了恩菲爾德步槍。此外，惠特沃思步槍能夠在2000碼的射程內擊中目標，而恩菲爾德只能在1400碼的距離內射中目標。在美國南北戰爭期間，配備惠特沃斯步槍的南方神槍手的任務是消滅聯邦野戰炮兵，并用其狙殺了約翰·塞奇威克少將，他是南北戰爭中陣亡的最高級別軍官之一。
（惠特沃思步槍的子彈形狀）
此后槍支實驗設計中使用了許多不同形狀和程度的膛線螺旋。盡管不常見，多邊形的膛線仍然在一些武器中使用，例如發射標準子彈格洛克系列手槍。但不幸的是，這些早期的設計中有許多容易產生危險的反作用，這可能導致武器的破壞和射擊者的嚴重傷害。
（格洛克系列手槍）
當子彈進入槍管時，它會插入膛線，這個過程會使槍管逐漸磨損，同時也會使槍管升溫更快。因此，一些機槍裝備了快速更換的槍管，每幾千發就可以更換一次，或者在早期的設計中，是水冷的。與老式的碳素鋼槍管不同，在極端高溫導致精確性下降之前，限制在1000發左右，而現代的目標步槍不銹鋼槍管耐磨性更高，可以在精度下降前發射數千發子彈。現代彈藥的鉛芯硬化，外層包層或外套較軟，通常是銅鎳合金。一些彈藥甚至涂有二硫化鉬，以進一步減少內部摩擦，即所謂的“涂鉬”子彈。
在螺栓動作和半自動狙擊槍之間的選擇，通常取決于狙擊手在特定組織中角色的具體要求，每種設計都有優缺點。對于特定的彈丸，螺栓式膛線的制造和維護成本更低，更可靠，更輕，因為槍支里的活動部件較少。螺栓動作由于其較高的精確度和易于維護，在軍事和警察角色中最常用。如掃雷和特種部隊行動，往往使用半自動。但是自動彈殼彈射有助于避免暴露射手的位置。半自動武器可以同時作為戰斗步槍和狙擊步槍，并可以獲得更大的速度的射擊。由于這種步槍可能是改裝的現役步槍，一個額外的好處是可以與已列裝的步兵步槍共同作戰，從而減少成本。
現代膛線最常用的凹槽有相當鋒利的邊緣。早期的多邊形膛線，開始流行起來，尤其是在手槍上。多邊形膛線的使用壽命往往更長，因為膛線被切割出來的凹槽銳邊的減少，減少了對槍管的腐蝕。多邊形膛線的支持者也聲稱速度更快，精確度更高。多邊形來復槍目前在CZ，Heckler&Koch，Glock，Tanfoglio，Kahr Arms以及沙漠鷹的手槍上看到。
（多邊形膛線）
多邊形膛線的凸起和凹槽可以在數量、深度、形狀、扭曲方向（右或左）和扭曲率上變化，使得膛線賦予的自旋顯著提高了彈丸的穩定性，提高了射程和精度。由于扭轉率的降低對精度非常不利，所以用膛線毛坯加工的槍械匠通常會仔細測量扭曲度，這樣他們就可以獲得更快的扭轉率。
而膛線很少的步槍也不是一無是處，看似閑庭信步的增益扭轉或漸進式膛線，開始的子彈扭轉速率緩慢，在子彈進入喉道后的最初幾厘米內，子彈的角動量幾乎沒有變化。這使得子彈基本上保持穩定，并在彈殼口處保持原樣。在槍口與膛線嚙合后，子彈在被推進槍管時，逐漸受到加速角動量的理論上的優勢是，通過逐漸增加旋轉速率，扭矩會沿著更長的孔長傳遞，從而使熱機械應力能夠擴散到更大的區域，而不是主要集中在喉部，而槍支喉部的磨損通常比槍管的其他部分快得多，通過降低喉部的磨損來提高槍械的可靠性。
軍方已經在多種武器中使用了增益扭轉膛線，比如目前一些戰斗機使用的20毫米M61瓦肯加特林槍，以及A10使用的更大的30毫米GAU-8復仇者加特林槍。在這些應用中，它通過使用低初始扭轉率來降低膛壓，從而使槍管結構更輕，但確保子彈離開槍管后具有足夠的穩定性。
一般來說，在每100碼的射擊距離中，經過訓練的優秀狙擊手的準確度通常比普通狙擊手的誤差相差在0.3碼之間。可見如果使用相同的槍械，通過刻苦訓練，還是可以提高精確度，而在槍械技術存在代差時，也可以在不同人使用時可以彌補差距。槍械只是工具，而決定其命中率的人為因素也占據關鍵作用。在一戰的最初幾個月里，德國在狙擊隊方面取得了巨大的戰果，在此之后，狙擊手的訓練才被視為軍隊的一個組成部分。而且隨著瞄準鏡的使用，可以提高狙擊槍的精準度。
綜上所述，盡管膛線的形式不同，但膛線的共同目標是將子彈準確地射中目標。除了使子彈旋轉外，槍管必須在子彈沿槍管向下移動時，牢牢地、同心地固定住彈丸。這需要膛線必須滿足：它的大小必須使射彈在發射時能夠沖撞或封閉以填充膛內；直徑應一致，且不得在槍口增加直徑；膛線在膛長方向上應保持一致；不改變橫截面，如溝槽寬度或間距的變化；它應該是光滑的，沒有與膛垂直的劃痕，以讓其它不會磨損彈丸上的材料；槍膛和槍口的口徑必須使子彈能順利地進入和離開膛線。膛線能夠為步槍提供的殺傷力和精準度會出現邊際效應，還得依靠子彈的改進，和其他配套工具的使用而突破性能的瓶頸，而且決定槍械精準度的主要是人，而不是工具。