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自動裝彈機（Autoloader），是現代較大口徑火炮的自動裝填裝置，以彌補人力搬運裝填砲彈的體力負擔和時間耽誤，通常自動裝彈機本身可以儲存一定數量的砲彈，待打完後再以人力裝填。
之所以強調較大口徑，是因為中小口徑的炮彈重量輕、體積小，不必費事專門去設計一款裝彈機，直接套用輕武器的彈夾條或彈鏈供彈原理即可。一般不把這種實現自動裝填的部件列入自動裝彈機的範疇。例如博福斯40毫米高射炮，使用的是預裝若干枚炮彈的橋夾。
19世紀末到二戰結束的戰鬥艦、戰鬥巡洋艦與巡洋艦，艦上的大口徑火砲都有以滑輪運作的自動裝填系統。而美國的艾奧瓦級戰艦，其裝填系統則是砲彈與火藥包分離，先將砲彈上膛再將火藥包上膛，而火藥包則是當作砲彈的底火使用，藉由砲手觸發撞針引爆底火以射出砲彈。
高射炮的自動裝彈機之運作原理與坦克相似。[2]
近年來俄羅斯、中華人民共和國、法國、日本、南韓、烏克蘭所生產的坦克，都有安裝機械化的自動裝填系統，一方面減少人員配置，另一方面可以藉由自動裝填機的輸送帶將笨重的砲彈順利上膛；而俄製坦克的主砲可以發射反戰車飛彈，通常會與自動裝彈機一同運作。相較之下，美國與北約的坦克較少使用自動裝彈機，第一種西方戰車使用自動裝彈的是瑞典S型戰車，因為採用了無砲塔的類似驅逐戰車設計，而能以較簡易結構就達成自動裝彈的目標。
二戰初期的馬其諾防線上，法軍在亞爾薩斯與洛林與德國接壤的邊界上築起了長城般的砲塔陣列，而砲塔基座藏有地下化的自動裝彈機。
自走砲的自動裝彈機之運作原理與坦克相似，然而自走砲的砲彈口徑大，砲彈更為笨重，故對自動裝彈機的需求較高。
通常見於多管火箭炮發射車，一輛發射車可搭在十幾二十枚不等的火箭彈，只要一車的火箭彈打光以後，多管火箭的發射匣也有從後方自動裝填下一波發射的火箭彈之自動裝填系統。不過在多數情況下，自動裝彈機指多管火炮上的裝置。
另外在某些軍艦上，會設置飛彈發射箱或發射臂，並可在裝填時與後方備彈艙的自動裝填機一起運作，如美國製RIM-66飛彈（標準一型）、阿斯洛克反潛飛彈（ASROC）及魚叉飛彈。
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