不仅是工艺上的短板，明军的火药也存在着先天不足。火药性能与配方和加工有关。嘉靖二十七年(公元1548年)，明朝与葡萄牙在双屿海战中获胜，李槐从战俘口中获得了火药的最佳配方。按配方制成的火药，“因得其传而造作比西番尤精绝云”。
同时期的西方国家，采用机械加工火药，研末的粉末更细腻，纯度更高，随后，将粉状火药通过压制、烘干、抛光等流程，得到颗粒状火药。实验表明，后者比前者性能提升三倍。这是明朝手工制作火药远不能及的。
图7 神机营为保证长时间持续射击，通常使用“三段击”战术
四、赵士桢的研发成果却得不到重视
明军士兵射术不佳，可以通过加强训练的方式补救。明朝对士兵训练分为团队协作和个人射术两种。“临阵点放得齐，后边装替得快，装不误打，打不误装，更番熟习，如雨不绝，斯为得法。”通过装填、射击训练，提高明军整体的射击水平，同时，“三眼等铳练习之法，切不可朝天上放打，须要横打笆子，使手脚惯熟其法，用一木板浮在河里，上插长窄一笆，弹子中着则笆动，此一法也。”增加士兵个人日常打靶训练，提升自身的射击技术。
图8 清代鸟枪兵 (火绳枪)
赵士桢发现明朝的软肋，在清朝依旧没有得到补救。满清入关后，对于火器保持着矛盾的心理，一方面意识到火器威力强大，改良了红衣大炮，射程和破坏力均有很大提升，另一方面慑于汉族人口众多，加强火器管制，稳定满清统治，与此同时，实行闭关锁国，失去了东西方交流的机会，导致火器性能落后于西方国家，赵士桢的研发成果因此没能开花结果，大展身手。
