复合式弹药筒
即便在19世纪50年代，一体式弹药筒的概念也并非新鲜事物。早在17世纪初，瑞典国王古斯塔夫·阿道夫（Gustavus Adolphus）就已下令，要求他的军队携带将弹丸和火药一起包裹在弹药筒中的装备。两百年后，士兵们仍然需要咬开纸筒来倒出火药，然后再将纸和弹丸塞进枪管。
有一种自毁式弹药筒的设计，起源于美国，后来在20世纪后期被黑克勒-科赫（Heckler and Koch）公司效仿。包括塞缪尔·柯尔特（Samuel Colt）和克里斯蒂安·夏普斯（Christian Sharps）在内的许多发明家都声称是自己提出了这个想法，但无论谁是最先想到的，这都是个不错的主意。如果在射击时整个火药包都能被消耗掉，就不会留下残渣来加剧枪管的污垢堆积。因此，弹药筒的纸包装会浸泡在硝酸盐中，使其极易燃烧。将整个弹药筒放入枪口（或后装枪的弹膛），然后用通条（或手指）压实。此时，只需点火，整个弹药筒就会被消耗掉。
但有一个长期存在的问题：纸质弹药筒很容易损坏。为了解决这个问题，夏普斯发明了亚麻弹药筒，可用于夏普斯后装步枪和卡宾枪。将弹药筒整体装入后膛，关闭枪闩时，枪闩会切入弹药筒后部，露出发射火药。为了避免火药洒落，需要将枪口朝下，但这并不难做到。装填好弹药后，梅纳德（Maynard）火帽带能立即点火，因此重新装填的过程比以往简单直接得多。自然，这种夏普斯系统在平民和军队中都大受欢迎。
复合式弹药筒的出现离不开两个条件：一是需要一种紧凑的底火，二是冶金和工程技术要能够生产出有效的弹药筒壳体。第一个问题随着火帽的发明而得到解决，火帽很容易被重新设计，以构成弹药筒中的底火。到19世纪中叶得以完善的黄铜拉拔技术解决了第二个问题，尽管当时也有许多临时替代品，虽然效果不算完美，但也能满足需求。这使得制造商能够制造出一种金属弹药筒，将点火装置、发射火药和子弹集成在一个单元中；这反过来又促进了机械装填系统的改进。
可燃纸质弹药筒已经使用了一段时间，约翰内斯·塞缪尔·保利（Johannes Samuel Pauly）首次将其制成了一个完整的产品，他发明了黄铜头弹药筒。不幸的是，保利最初设计的底火在使用过程中很容易被碰掉，而且弹药筒本身也太容易受到外界因素的影响，但这已经朝着复合金属弹药筒迈出了第一步。到1829年，克莱门特·波泰（Clement Pottet）发明了他的金属弹药筒，其底部有一个凹处用于放置雷汞底火，但直到1855年波泰在底火窝中引入螺纹，使底火可以旋入弹药筒，这项发明才得以完善。
然而，与此同时，为了消除使用过程中的问题以及天气的影响，弹药筒设计师们试图将底火置于弹药筒本身的内部。1832年，卡西米·勒福肖（Casimir Lefauchaux）为他的针刺式弹药筒申请了专利。这种弹药筒通过锤子击打底部插入弹药筒的针来发射，针被击打后会与嵌入弹药筒内部的火帽接触。火帽设置在弹药筒壳体与针相对的一侧，这样当针被击打时，弹药筒和枪膛就能提供稳固的阻力。
尽管这种类型的弹药筒一直使用到很晚才被淘汰，但它被约翰·尼古拉斯（冯）·德莱赛（Johann Nikolaus (von) Dreyse）的设计所取代。德莱赛不仅发明了针发枪，还发明了适配的弹药筒。这就是德莱赛弹药筒，其底火固定在子弹底部，位于发射药之前。步枪的“针”实际上就是击针，在击发弹药筒之前，击针必须完全穿透发射药。与这个概念几乎相反的是约翰·汉森（John Hanson）和威廉·戈尔登（William Golden）的设计，他们在1841年为一种没有发射药的弹药筒申请了专利。他们的弹药筒依靠雷汞底火来击发弹药筒，并且底火本身就充当发射药。由于德莱赛弹药筒在点火前击针必须完全穿透弹药筒（很快就出现了击针弯曲、变弱或折断等问题），而汉森和戈尔登设计的弹药筒威力又太弱，所以这两种设计都被淘汰了。
不过，在法国又出现了一个新想法，即底火覆盖整个弹底。这就是1849年由巴黎的尼古拉斯·弗洛贝（Nicholas Flobert）发明的弗洛贝弹药筒，实际上它是第一种边缘发火弹药筒。很快，美国人也涉足了这个领域，霍勒斯·史密斯（Horace Smith）和丹尼尔·B·韦森（Daniel B. Wesson）对这种弹药筒进行了改进，在弹药筒底部周围设计了一个明显的边缘，底火就装在这个边缘内。这是第一项改进，随后他们又添加了发射药，而弗洛贝的设计中是没有发射药的，但弗洛贝的设计完全适合民用游乐场和所谓的 “休闲” 步枪。这是一个非凡的进步，但存在一个缺点，即锤子击打弹缘的力度必须足够大，才能压缩弹药筒壳体的金属，使底火爆炸。出于这个原因，军用大威力弹药筒不能采用这种设计，但这个原理仍然应用于许多至今仍在使用的小口径.22英寸步枪中。
发展的方向已经明晰；一种带有黄铜头并固定有中心火帽的纸质弹药筒的出现，类似于波泰1855年的专利设计，标志着最终发展阶段的开始。这种弹药筒由伦敦的乔治·亨利·道（George Henry Daw）首先在英国推出，并成为英国第一种通用后装枪所使用的弹药筒类型，这种枪恰如其分地被命名为斯奈德步枪（Snider rifle），由美国人雅各布·斯奈德（Jacob Snider）发明，并在1867年起的短时间内被英国陆军采用。
在这个时期，弹药筒设计和步枪装填系统的联系越来越紧密，所有现代军事理念都致力于后装武器以及适合在后装枪中发射的弹药筒。当时已经有了一些类型的弹药筒，但底火存在两个问题：一是底火并不总是固定得很牢固，二是它是一次性的，即底火不能重新装填。此外，黄铜弹壳很昂贵，这意味着政府财政部门更倾向于那些不会在靶场或战场上留下大量废弃黄铜弹壳的武器。
最后一步是由英国的查尔斯·威廉·兰开斯特（Charles William Lancaster）迈出的，他生产出了一种拉制金属弹药筒。随后是美国的乔治·W·莫尔斯（George W. Morse）（他在1857年向美国陆军提供了一种后装卡宾枪，该枪发射仅装有底火的弹药筒，威力不足）。几乎与此同时，美国的海勒姆·伯丹上校（Hiram Berdan）（他于1846年辞去军职，专注于火器设计）和爱德华·穆尼耶·博克瑟（Edward Mounier Boxer）（1849年被任命为皇家炮兵，1869年因专利法律纠纷被迫从英国陆军辞职）也做出了贡献。这两位军官为中心发火弹药筒设计了带有内部 “砧座” 和柔软外表面的底火，雷汞点火剂就位于砧座和外表面之间。击针撞击并使底火外表面凹陷，从而将雷汞压向砧座，通过弹药筒壳体上的传火孔点燃发射药。