公元1206年（南宋開禧二年），蒙古乞顏部首領鐵木真，在斡難河（今鄂嫩河）被擁立為蒙古大汗，尊稱為成吉思汗。蒙古人口奄起後，不但在國內滅西夏，破西遼，亡金國，南下覆宋，建立元朝；而且對外用兵，東戰西征，南下爪哇，把初級火器輻射至歐亞兩洲大部分國家和地區。
蒙古炮手軍的創建與發展
成吉思汗在漠北強大起來後，不但擁有一支以弓馬騎射見長而又善於長驅馳突的騎兵，而且十分重視技術兵種的建立。他推行利用中外工匠為蒙軍製造兵器戰車的政策，以為戰爭之需。蒙古炮手軍就是在這種政策下，最早建立的一個技術兵種。鐵木真選定的第一個炮手軍將領是蒙古人口奄木海。1214年（蒙古太祖九年），太師國王木黎華統兵南下時，鐵木真即委任口奄木海為隨路炮手達魯花赤，即炮手總管。之後，崦木海便挑“選五百餘人教習之，後定諸國，多賴其力”，是為炮手軍之初創。當年，鐵木真親統大軍至古北口（今屬北京）時，燕人薛塔刺海率所部300人歸附，被委任為炮水手元帥，後又因善用炮而升為炮水手軍民諸色人匠都元帥。成吉思汗西征時，他率部從征，“且以炮立功”。1211年（太祖六年），昌平（今屬北京）人張拔都率部歸附鐵木真，後升為炮手諸色軍民人匠都元帥鐵木真在用兵中原後，也常選用善用炮者編為炮手軍，冀州人賈塔刺渾即因此而被籍為軍，不久被委任為四路總押，統率炮手軍。1223年，清州人張榮因隨鐵木真征西域有功，升炮水手元帥。上述炮手軍將領，不但本人為蒙古炮手軍的初建和隨鐵木真西征建立了功績，而且他們的子孫後代，都依次襲職，在炮手軍服役，一直沿襲至元朝建立後，成為炮手軍世家。所以《元史·兵誌》對炮手軍的創建和發展作了概括：
（蒙古炮手軍）始太祖、太宗征討之際，於隨路取發，並攻破州縣，招收鐵、木、金、火等匠人充炮手。
這些炮手軍在邊征戰邊組建的情況下，於公元1252年（憲宗二年）“具以炮手附籍”，編製成軍。他們製造和使用各型拋石機拋射石彈與火球。特別是在公元1234年（蒙古太宗六年）滅亡金朝後，又繳獲了全軍使用的大量火槍、鐵火炮與火藥箭等火器，並利用金朝的大批製造火器的工匠，為其製造火器，使南下攻宋與進行對外作戰的蒙古軍增添了雙翼。
成吉思汗率炮手軍與火箭軍西征
成吉思汗率領蒙軍的第一次西征，起始於1219年（太祖十四年）。其時，花刺子模國（Khorazm，一作Khwarizm）已先後消滅塞爾柱王朝，東敗西遼，征服中亞、伊朗和阿富汗，建都於烏爾革建赤，國力強大。1218年，成吉思汗派商隊450人出使該國，在到達其邊境訛答剌（otrar）城時，商隊成員被該城守將所殺，僅留一人東歸報信。成吉思汗為之激怒，於1219年秋親統20萬蒙古軍進入中亞，口奄木海、薛塔刺海、張榮等炮手軍將領，以及抄馬都鎮撫郭寶玉率裝備有火箭的蒙古軍隨同出征，以為複仇之舉。蒙古軍分四路進攻花剌子模國。次年春，蒙古軍合圍其新都撒馬爾軍（Samarkand，亦稱尋思幹城），城民出降。其國王阿拉丁·摩訶末（Ala-ud-Din Moharnmad）先已逃至裏海的小島上，不久病死。據瑞典的曆史學家多桑（C。D’ohsson，1780～1855）所著《多桑蒙古史》稱，蒙古軍在作戰中曾經使用過Matiere Combustibls的一種兵器；馮承鈞在翻譯此書時，將其譯作“火攻之器”，實際上是由炮手軍用拋石機拋射的一種“火球”之類的火器。霍渥爾斯（B。H。Howorth）在《9～10世紀蒙古史》中稱：蒙古軍在西征中曾用過一種叫Stink-pots與一種叫Primitive Cannon（原始式的火炮，亦作弩炮Balistas）的火器，馮承鈞《多桑蒙古史》譯作“火箭”；屠寄所著《蒙兀兒史記·西域列傳》作“火攻之器”；馮家昇先生說是“毒火罐”。從宋元火器發展的連續性看，馮先生的判斷比較得當。
摩訶末死後，其子劄蘭丁（Djedāl-ed-Din）繼位，在哥疾寧（Ghazns，今阿富汗境內）被蒙古軍擊敗。蒙古軍哲別與速不台所部乘勝追擊，劄蘭丁殘部被迫逃入印度。1222年春，蒙古軍渡過印度河，進抵木爾坦和拉合爾（Multan and Lahor，兩地均在今巴基斯坦境內）等地和印度北部。劄蘭丁又率殘部退至德裏（Delhi，今印度首都）。蒙軍進至中印度後，因不堪炎夏酷熱，便班師而回。霍渥爾斯說蒙軍在作戰中使用了一種稱作pots de naphte的火攻器具，將其譯成“希臘火”《蒙兀兒史記·西域列傳》則將pots de naphte譯成“火罐”，係指一種噴射沸油的器械。另一位學者馬克拉幹（R。Maclaean）說，Naphte原稱“希臘火”，但是在火藥產生後便成為一種火器的名稱了。
1222年秋至1223年夏，蒙古軍先後進兵裏海，攻占欽察（Kипчakи），擊潰斡羅斯（Oros，即俄羅斯）和欽察聯軍，次年經裏海北部東還。1227年8月25日，成吉思汗在六盤山下清水縣（今屬甘肅）病逝。其三子窩闊台於1229年被諸王貴族擁立為大汗，不久遣將綽兒馬罕率軍繼續西征，於1231年滅亡花剌子模國，並命其留鎮該地。據《元史》記載，蒙古軍將領郭寶玉曾在作戰中使用了火箭：