Balistik, mermilerin itme kuvveti, uçuşu ve çarpma etkisini inceleyen bilim dalı. 19. yüzyıl boyunca silah alanında ortaya çıkan teknik ilerlemeler sonucunda gelişen modem balistik bilimi birçok dala ayrılır. İç balistik, mermilerin itme kuvveti, dış balistik ise uçuşuyla ilgilidir. Bu iki sistem arasındaki geçiş, ara balistiği olarak adlandırılır. Etki balistiği mermilerin çarpma etkisini inceler; ayrıca, yaralarna, öldürme gibi olayları kapsayan ayrı balistik dalı da vardır.
Silah ve roket hareketlendiricileri, itici maddenin kimyasal enerjisinin bir bölümünü menninin kinetik enerjisine dönüştüren ısı makinesi türleridir. Itici maddeleri alışılagelmiş yakıtlardan ayıran, yanmaları için atmosferdeki oksijene gerek duymamalarıdır. Itici maddenin kapalı bir hacim içinde yanmasıyla oluşan gazlar, basıncın artmasına yol açar. Basınç mermiyi iter ve yanma hızını artırır. Sıcak gazlar ise silah namlusunu ya da roket boğazını aşındırır.
Silah yatağındaki itici madde ateşlerıince, mermi yakıt gazlarını sıkıştırır ve böylece basınç artar. Bu basınç merminin harekete karşı direncini aşınca, yol almaya başlar. Basınç, bir süre daha artmaya devam eder, sonra azalır, bu arada mermi yüksek bir hıza ulaşır. Çok çabuk yanan itici madde kısa süre sonra biter, ama bu süre içinde mermi, saniyede 15 km’ye varabilen bir hızla silahın ağzından çıkar. Geri tepmesiz silahlarda, geri tepmeyi önlemek amacıyla gaz, mermi yatağının arkasından dışarıya salınır.
Fırlatmadan önceki ön patlamayı, merminin arkasındaki sıkışmış gazların serbest kalışı sonucunda oluşan ana patlama izler. Gazın çıkış hızı kısa bir süre için merminin hızından fazladır; bu yüzden mermi şiddetle yalpalayabilir. Patlamanın şok dalgası ortarşda sesten daha hızlı yayılır; silah patlaması olarak duyulan da bu şok dalgalarıdır. Silahın ağzı çevresinde oluşan ısı panltıya neden olur; büyük silahlarda bu alevlerle birlikte gözlenir. Silahın ağzına dışarıdan, şok dalgalarını dağıtarak patlamayı ve parlamayı bastıran aygıtlar takılabilir. Bu aygıtlar dışarıya gaz akışını saptınr; geri tepmeyi de engeller.
Yerçekimi kuvvetinin, havanın aerodinamik direncinin ve sapma kuvvetinin etkisi altında merminin izlediği yola yörünge denir. Yalnızca yerçekiminin etkisi altında yörünge paraboliktir. Hava direnci, yörünge boyunca hareketi geciktirir. Ses hızının altındaki hızlarda hava direnci, kabaca, hızın karesiyle orantılıdır. Mermi kuyruğunun aerodinamik biçimlendirilmesi yalnızca bu hızlarda etkilidir. Daha yüksek hızlarda, merminin burnundan yayılan konik bir şok dalgası ortaya çıkar. Büyük oranda burnun biçimine bağlı olan aerodinamik direnç, ucu iyi sivriltilmiş mermilerde azalır. Bu direnç, gazların kuyruktaki bir gaz memesinden dışanya verilmesiyle daha da azaltılabilir.
Merminin dengelendirilmesinde kuyruk kanatçıklarından yararlanılır. Yivlendirmeyle elde edilen fırıl (merminin ekseni etrafında dönmesi), karışık aerodinamik kuvvetlerin etkisiyle, jiroskopik yalpalamaya neden olur. Yetersiz fırıl, takla atma eğilimine olanak sağlarken, fazlası da mermi burnunun yörüngede aşağı doğru sapmasına engelolur. Merminin yörüngeden sapması ise, yalpalamaya, meteorolojik koşullara ve Yer’in dönüşüne bağlı olarak, havanın kaldırma kuvveti ile ilgilidir.
Roketler dışa gaz akışının momentumuna tepkiyle itilir ve ilerlerler. Roket, gaz basıncı yanma sırasında sabit kalacak biçimde tasarlanır. Kanatçık dengelemeli roketler, yandan esen rüzgarlara karşı çok duyarlıdır, çünkü bu rüzgartarla oluşan yalpalamalar itiş gücü ayannı bozar. Uçuş çizgisine göre eğimli olarak yerleştirilmiş iki ya da daha fazla püskürtücü çıkışının varlığı, roketin ekseni etrafında dönüşünü dengeler.
Hedefler genellikle katı cisimlerdir ve mermi çarpışından etkilenme derecesine göre ince ya da kalın olarak adlandırılırlar. Merminin çarpmasıyla oluşan gerilim, hedefin akma gerilimini aşıyorsa mermi hedefe girer. Bu olay ince hedeflerde gevrek ya da sünek kırılmalara, kalın hedeflerde ise hidrodinamik madde akışına yol açar. Mermide de çarpma sırasında benzer bozulmalar gözlenebilir. Merminin hedefe girerek baştan başa geçmesine delme denir. Gelişmiş zırh deliciler, ya sıkıştınlmış bir patlayıcıyı hedef üstünde patlatırlar, ya da patlama yoluyla hedef yüzeyine odaklanmış biçimde metal püskürtürler.
Yaralama balistiği, temelde mermilerin ve patlamayla hız kazanmış parçaların organizmada yaptığı hasarın mekanizması ve tıbbi sonuçlarıyla ilgilenir. Merminin girmesiyle çevredeki dokulara verilen momentum, büyük ve geçici bir oyuk oluşturur. Yerel hasarın derecesi oyuğun boyutlarına bağlıdır. Hasara nicel değer biçrnek güçtür. Fiziksel hasann, merminin kütlesiyle, kesit alanıyla ve hızının küpüyle orantılı olduğu anlaşılmaktadır. Bu yüzden, çarpmadan sonra içerde dolaşan, ya da parçalanıp yayılan mermiler kullanılarak yaralama gücü artırılabilir. Çarpma sonucunda ortaya çıkan kınk kemik parçacıklarının hızlı hareketleri yüzünden de hasar artabilir. Zırh kullanımının amacı, merminin gövdeye girmesini önlemek ve hasarı en aza indirmektir.