防护装具
北宋军队使用的防护装具，仍旧是传统的盾牌、铠甲。《武经总要》里记载的盾牌只有步兵和骑兵使用的各一种，都是木制胎骨，外蒙皮革。步兵盾牌较长，平底尖首，可以倚立在地上，使步兵的整个身躯都蔽隐在牌后。骑兵盾牌是正圆形的，前面画着兽面图案，面积不大，作战时套在骑兵的左臂上，以抵御飞来的敌箭。
铠甲
北宋的铠甲，是在唐代铠甲的基础上形成了较完整的形制。北宋初年，南北作坊制造了大量的铠甲；品种很多，有涂金脊铁甲、素甲、浑铜甲、墨漆皮甲、铁身皮副甲、金钱朱漆皮马具装、铁钢朱漆皮甲具装等。甲胄的质料有铁、皮、纸3种，铁铠最为贵重。北宋步兵使用的叫步人甲，甲身是一整片，由12列小长方形甲片组成，上面是保护胸、背的部分，用带子从肩上系连，腰部又用带子向前束扎，下垂左右两片膝裙。身甲上缀披膊，左右两片披膊在颈背后联成一体，,用带子结系在颈下。头部的兜鍪是圆形的覆钵状，后面垂缀着较长的颊项，顶上中央插着三朵漂亮的缨球。
北宋初年宋军的马甲有皮质和铁质两种，到北宋中期则主要应用皮质的马甲。马甲结构合理而完整，包括面帘、鸡颈、荡胸、马身甲和搭后五部分，披裹在战马身上，可有效地护住战马的头、颈和躯干，只有眼睛、嘴、耳朵、四肢和尾巴露在外面。这种皮马甲外还涂漆，最初涂黑色，以后逐渐改成了朱红色。
床弩
北宋时期，步兵的远射兵器除了一般的弓弩以外，还进一步发展了两种重型远射兵器，即利用复合弓的床弩和原始的炮。床弩，又称床子弩，它是在唐代绞车弩的基础上发展而来的。是将两张或三张弓结合在一起，大大加强了弩的张力和强度。张弩时用粗壮的绳索把弩弦扣连在绞车上，战士们摇转绞车，张开弩弦，安好巨箭，放射时，要由士兵用大锤猛击扳机，机发弦弹，把箭射向远方。《武经总要》里记录的这种使用复合弓的床弩有八种，可以依弩的强弱和射程分为两类。
一类是双弓床子弩，上面装有两张弓，分别置于粗大的弩臂前端和后部，两张弓相对安置，发射时，先用一条两端带钩的粗大绳索，一端钩住弩弦，另一端勾住绞车的轴，然后用五、七个或十余个战士合力绞动绞车，把弩弦张开，扣在机牙上，专管装箭的弩手安好弩箭，并瞄准目标。放射时，用人手的力量是扳不动扳机的，要由专管发射的弩手高举起一柄大锤，以全身力气锤击板机，于是巨大的弩箭便呼啸着飞向敌方。这些箭很粗大，箭镞是扁凿形的，,所以叫凿子箭，射程约为一百二十至一百三十五步。
另一类是三弓床弩，较前一类更强大，射程也远一倍。弩臂上的三张弩弓，前端安两张，后面装一张，也是前后相对安装。由于这类床子弩力量更强，所以又叫八牛弩，表示用八头老牛的力量才能拉开它。用人力开弩，一般需二十至一百人，一般射程在二百至三百步，即三百七十至五百六十米左右。三弓床子弩使用的弩箭更为巨大，有粗壮的箭杆和铁制的箭羽，前端装有巨大的三棱刃铁镞，因为它的大小和一般士兵使用的长枪差不多，所以又叫一枪三剑箭。,它还有另一个名称叫踏橛箭，那是因为它还有一种特殊的功能，即在攻打敌方城堡时，将粗大的三弓弩箭射向敌方城墙，使弩箭的前端深深插入墙内，只留半截粗大的箭杆和尾羽露在墙外，攻城的士兵在己方的掩护下可攀着这些射插在墙上的巨大箭杆登上城墙，攻陷城池。于是，这种巨大的弩箭又成了攻城者攀登的踏橛，因此这些箭又有了踏橛箭的名称。
北宋军队装备的另一种比床弩威力更大的远射兵器，就是各种类型的原始炮——发石机。在火炮发明以前，这种发石机就是最重型的远射武器。发石机，即原始的炮，是利用杠杆的原理制造的。把一根长长的炮梢，也就是巨大的杠杆装在可以转动的横轴上，再把横轴架在用粗大的木材构成的炮架上。在炮梢的一端用绳索连着一个用来兜装石弹的皮窝，另一端系上几十根长长的拽索。放射时，由一个战士负责把石弹安置在皮窝里，另外几十个战士猛地拽动拽索，,梢杆一下子反转过来，把安在皮窝中的石弹抛射出去。巨大的石弹可以摧毁敌方的防御工事，也可以摧毁敌人的攻城器械，也可以杀伤敌人，击乱敌人的阵线。
下表为《武经总要》中所载各种床弩的性能：
弓数操弩士兵数射程
双弓床弩27150步
大合蝉弩2×27150步
小合蝉弩27140步
郖子弩24150步
手射弩320250步
三弓弩370300步
次三弓弩330200步
据考证，炮字的出现是比较晚的，东汉时期许慎的《说文解字》中还找不到它，大约是在晋朝才开始出现与此有关的一个字，写作？字。但将发石机用于战争，则是很早以前的事，据说在春秋末期的越国，就已经使用了可以把十二斤重的石头抛掷到二百步远钓原始炮兵兵器。后来，曹操也使用过发石机，在官渡之战中用来打击袁绍营垒的霹雳车，就是发射时有巨大声响的发石机。唐代也有不少使用发石机作战的记载，例如李勋攻辽东时，使用的发石机可以把很重的石球抛掷到一里以外。,宋代的发石机炮，在前代的基础上有了很大的发展。唐以前的发石机，虽有零星的记载，但没有留下任何形象的材料，只有在《武经总要》中，我们才清楚地看到了发石机——炮的形象。这也是我们将炮这种武器放在宋代才加以叙述的原因。
炮
《武经总要》中一共记录了十几种不同式样的炮，有单梢炮、双梢炮、五梢炮、七梢炮、虎蹲炮、柱腹炮、旋风炮、合炮、卧车炮、车行炮、行炮车等，还有一种只用两个人的轻便的手炮，能发射半斤重的炮弹，但没有附图，故难以了解它的形状。以上列举的各式炮中，单梢、双梢、五梢、七梢等炮，基本结构是相同的，都是在一个由四根脚柱构成的方形炮架上装置炮梢，按轻重之分，最重的七梢炮，可以把九十至一百斤重的石弹抛掷到五十步远，有拽索一百二十五根，,需用二人定炮，二百五十人拽索。比较轻便的单梢炮，只用一人定炮，四人拽索，可以把二斤重的炮石抛掷五十步远。虎蹲炮和柱腹炮也安有炮架，但不是四根脚柱构成的方形，而是斜三角形，所以较为灵活，这种炮需战士七十一名，发射十二斤重的炮石，投掷到五十步外，另一种是旋风炮，这类炮上没有上面讲的那种架子，而是竖立一根巨大的冲天柱，在柱头安放炮梢的轴，于是炮梢可以变换方向，向四面发射，不用像单梢炮改变方向时还要移动炮架。,缺点是因无架座，故不如单梢炮等稳固，发射的炮石也不能太重，只有三斤左右。把上述这几类炮装置在轮车上，就形成各种炮车，炮车有两轮的也有四轮的。
这种原始的炮，在北宋末年的城防中已被广泛应用，并积累了不少经验。南宋初年陈规在他著的《守城录》里，很重视这种重型远射兵器的使用，认为攻城的一方如果得用炮之术，就可以很快攻破敌城；而守城的一方如果能很好地掌握和运用大炮，也能够稳固地守住城。特别是他曾根据北宋汴京被金兵攻克的教训，指出守城一方的炮不应安放在狭窄的城头上，因为那样既不便设较多的炮架，也容易被远处的敌人看到，成为敌方炮石集中攻击的目标。他认为应利用炮石发射后曲射的特点，,将它安在城墙里侧，炮前可设置树木伪装。发射时，每炮在城头上设一战士，专管观察敌情，根据观察的斜直远近，令炮手定放，小偏。就让拽炮索的人移动一下位置。大偏，就让炮手移动炮架；炮石打远了就减少拽炮索的人，打近了就增加拽炮索的人。这样试射两三次后，就可以准确地命中目标。这种把炮置于隐蔽处，进行观测修正的间接射击，在八百多年前无疑是一种很先进的军事指挥技术。