火绳枪有枪管、枪身、扳机、以及击发结构构成，基本上已经可以算是日后枪枝的原型了。但由于火绳的限制，在使用时有诸多不便，特别是在天候不佳，或者需要长期待命时，要维持火头不熄实在不是容易的事。更何况，枪手身上到处都是装有火药的小包包，两个晃晃荡荡的火头怎麼样都让人时时捏一把冷汗。
所以，到了15、16世纪之交时，有人发明了用机械力量打火的装置，很快地就被拿来装在枪上做为击发装置之用。这种打火装置的原理跟今日的打火机类似，有一个铁制的转轮，使用弹簧驱动旋转，让有粗糙纹路的轮面跟一片黄铁矿石摩擦而产生火花。
簧轮枪到底是谁发明的？这就跟许多历史上的发明一样，各家说法莫衷一是，无法确定发明者及其年代。过去一般认为打火机的图绘最早出现在公元1505年德国纽伦堡地区一名贵族拥有的手卷之中，另外有人认为打火机装置也有可能是出自文艺复兴大师李奥纳多·达文西之手，在他的手卷中也有类似机械的图绘。
不过由於该页的时间无法确定，所以两者虽然类似，却无法能够肯定地将之归功於达文西，因为达文西的图绘也可能是在看到别人的发明後记录下来的。
不过比这稍早一些，在德雷斯登地区也曾出现过一种称为“僧侣之枪”的手炮，击发机构是一片边缘呈齿状可滑动的铁片，用手拉动摩擦一块固定的燧石以产生火花。这应该算是手炮的改良而已，因为它连火绳枪机的弹簧都付之阙如，更没有扳机的装置。
近年来学者对最新发现的达文西手卷更进一步的研究，发现达文西在公元1490年左右或更早就已经对簧轮枪中使用的一些零件有所发明。簧轮枪的零件中许多结构非常类似他在该时期发明的一种门锁；簧轮枪连接主弹簧与转轮轴的鍊条和他设计的脚踏车传动鍊条也非常相似；早期簧轮枪使用有切痕的转轮更跟他当时创发的一种切削机如出一辙。
把这些都合并起来看，簧轮枪真的很有可能是达文西的创意，他把自己研究发明过的东西整合起来，变成一个全新的发明。所以，簧轮枪可能早在1490年代初期就已经被他所发明了。
另外一项新的证据是近来有学者发现在北义大利一个城邦，在公元1511年或更早几年就曾经使用过簧轮枪，这比德国公元1517年的说法还早；而更巧合的是，达文西在公元1500年前後曾经测绘过城堡的结构。
如果从枪机演变的历史来看，簧轮枪机结构复杂与进步的程度甚至要远超过後来的燧石枪机，各个机件之间的巧妙互动，是很难从之前相对简单粗糙的火绳枪机演化出来的。
甚至可以说，它的机械原理的成熟度甚至要远超过一、两世纪後的设计。如此看来，要把簧轮枪机的发明归功於有无数划时代发明的达文西似乎也相当合理。
现存最早的簧轮枪实物是一把在公元1521年至1526年间替菲迪南大公制造的十字弓与簧轮枪复合的武器，现存于慕尼黑国家博物馆。另一把替西班牙国王查理五世制造的簧轮枪，枪上有公元1530年的标记，现存马德里东宫武器库。
从16世纪中期之後，各种不同类型的簧轮枪开始在欧洲各国出现，基本机械原理还是一样。不过簧轮枪的机件结构较复杂，相较於一般火绳枪枪机约7个零件，簧轮枪枪机零件多在20个以上，而且这些零件所需的精密程度要求较高。
就原理来说，簧轮枪的弹簧原理其实跟钟表的发条非常类似，所以许多簧轮枪的枪匠都是由钟表匠兼差。也由於需要高超的技术，相对地价格也就比较贵，所以簧轮枪并不能普及於一般大众，多半流行於贵族及上层社会之间，或者为特殊军种如骑兵之属所用。
簧轮枪与火绳枪就此并存直到17世纪燧石枪开始流行为止，然後逐渐没落。记载中最晚的簧轮枪是公元1829年由法国枪匠制造的一对簧轮手枪。
由於簧轮枪不是普罗大众的武器，枪匠自然极其花巧之能事，利用各种贵重的材质雕出精美华丽的纹彩，以配合使用者的身份。镶嵌金银象牙之外，更造出各种具体而微的超小型枪枝，或是特殊用途的枪枝，除了提供收藏之用，同时也用来宣传枪匠自己的精巧手艺。
簧轮枪最重要的地方在於枪机方面，枪管和枪托部分跟火绳枪没有什么差别，不过也朝向轻量化、便於携带发展。
簧轮枪机的运作原理如下：
将转柄套上磨轮主轴，向反时钟方向转动，直到磨轮钩杆前端扣住转轮制动孔。传动鍊在这同时绞缠在磨轮主轴上，将主弹簧的长臂往上拉紧。这时磨轮钩杆另一端被辅助钩杆扣住，由钩杆簧片保持两者在定位。
当扳机扣下时，拉动辅助钩杆向後，影响到钩杆簧片，松开磨轮钩杆，磨轮钩杆前端从磨轮制动孔移开，压缩的主弹簧回复的拉力拉动传动鍊，带动磨轮旋转。
这时如果燧石夹位於扳下的位置，燧石应该会在磨轮露出的缺口处跟磨轮接触，磨轮上的粗纹会跟燧石摩擦产生火花，火花落入药锅内引燃引药，进而点燃枪膛内的火药，将子弹射出。
簧轮枪转柄功能基本上跟老式壁钟用来上发条的转柄没有什麼不同。
簧轮装置的发明大大改善了火绳枪携带及使用不便的问题，让枪械可以随身携带并即时使用；相应地也出现了各种保险装置，增加簧轮枪携带时的安全性，由此产生了最早的簧轮枪，也让枪械成为真正的随身自卫武器。
不过也由於簧轮枪便於携带与隐藏，相对地也被使用在许多暗杀跟谋杀案之中。更有甚者，簧轮装置被用在诡雷设计之中，例如像一张外表华丽的椅子，人坐上去後，重量引动一个簧轮发火装置，椅下的大量火药会把这个不幸家伙的屁股炸成千万个碎片。
由於这个原因，许多地方将簧轮手枪列入黑名单，禁止在公众场合携带与使用。
全金属枪身的簧轮随身小手枪，制於16世纪末叶。持著簧轮手枪的日耳曼骑兵，见公元1601年出版的一本书中。
在军事上，这是一个可以随时使用的装置，比起火头乱晃的火绳枪有绝大的优势。但是簧轮枪的机件复杂，只有技巧精良的枪匠有能力制造，成本也昂贵，所以没有军队可以普遍配备；通常只能装备到当时所谓的精锐兵种——骑兵。
在16世纪时，骑兵其实是个逐渐没落的兵种，虽然当时的军队并不承认，但重装骑兵以长枪冲锋的战术早已被牢不可撼的步兵方阵所解消，骑兵对如林的长矛实在是无计可施。这时，簧轮枪械的出现让骑兵重新找到了一个反制步兵方阵的机会，得以苟延残喘。
16世纪流行的西班牙大方阵，中间为长矛手，四角为火枪兵，阵容庞大。
当时的骑兵依装备主要分为：
长枪骑兵：全副盔甲，骑重马，持长枪，用结阵冲锋的冲击力进行攻击，这是中古世纪骑士的残馀传统。
重骑兵：全副盔甲，骑重马，主要武器是马刀。
骑枪兵：通常只带头盔和胸甲保护前胸後背，骑的马也是较轻较快的健马，主要武器是骑枪（carbine），是比一般火绳枪较轻短的簧轮枪，较适合在马上使用。
这三种骑兵除了主要武器外，通常还配发两支簧轮手枪，在作战前都会先上好膛，转紧簧轮备用。
另外还有一种兵种称为龙骑兵，他们通常不在马背上作战，马匹只是他们机动的工具，到了战场他们会下马结阵，当作步兵使用，所以不妨称为“骑马步兵”。他们的武器也比较接近步兵武器，使用的枪也以火绳枪为主，虽然有的也使用簧轮枪，不为常例。
日耳曼制骑兵用簧轮胸枪，握把後方扁平，用於抵住胸部发射。制於公元1560年。
这些骑兵不再采用重甲冲锋的战术，而改用车轮战方式。骑兵部队分成多波，用快步而非冲刺骑到敌方步兵方阵前30-40公尺处，用骑枪或手枪发射一阵，接著从一侧快速驰离敌阵，到己方阵势後方重新装填，然後再重复相同的攻击过程。
由於方阵运动不便，很难快速变阵攻击这些保持距离的骑兵；而如果方阵里的步兵不维持阵势，兴奋过头冲出来追赶他们，下一波的骑兵就很可能有机可乘，改快步为冲刺，舍火枪不用而用长枪与马刀，冲乱大方阵後就可以对这些步兵任意宰割了。
如果步兵不上当，仍然维持方阵，那麼就要比火力、比勇气，看看哪一方撑不下去。虽然骑兵使用的簧轮骑枪或簧轮手枪威力不如步兵的火绳枪，但是它们使用方便，容易瞄准，更何况骑兵是打一个庞大不动的目标，随便打也随便中；而步兵方阵中唯一能跟骑兵交战的火绳枪手不但不易操作，而且他们要射击的是一个稀疏而不停活动中的目标。所以基本上两边谁都占不了便宜，要看谁能撑得久——谁胆气壮谁就赢！