朱棣本人深知火器的重要性，主政期间火器得到了飞速发展，其中尤其值得一提的是“神机营”，全军使用火器的新兵种。明朝是什么时候组建专门使用火器的神机营呢？史籍记载不一，但可以确定朱棣在1410年（明永乐八年）之前已经着手组建这支部队，并在这一年的北征中首次将其投入战斗。这支军队后来与“五军营”和“三千营”并称为京师三大营，是朱棣克敌制胜的关键。
最初，神机营只装备了火器直到正统年间，当时负责操练该团的顾兴祖考虑到恶劣天气下使用火器不便，因此建议每队前后都配备刀、牌等冷兵器。根据《大明会典·京营》的记录，神机营除了各种铳炮、箭以外，还有独眼神铳、击贼砭铳、神机炮以及神枪等多种高级武器。虽然这些记载并不代表永乐年间所有武器，但提供了一定的参考价值。
从最初成立到定型，神机营经历了一个逐步完善的人数增加过程，全盛时期编制达到了七万五千多人，它是世界上最早由专门装备火药武器的新式军事单位，比欧洲16世纪初西班牙创建的 火枪兵要早一个世纪左右。这支新式部队第一次参战是在1410年的战争中与鞑靼作战。
为了防止鞑靼威胁，明廷向瓦剌遣使通好，并于1409年正式册封马哈木为顺宁王、太平为贤义王和把秃孛罗为安乐王。此举稳定了朝贡关系。在此之前，由于原汗鬼力赤非元帝后裔，他在游牧部落中难以获得支持，最终被杀害。随后的汗本雅失里由于无能，与明朝关系进一步恶化，最终被迫进行反击。
为了挽回形象，朱棣决定亲自出征，对外宣称50万人马前往漠北。当全军抵达鸣銮戍并进行阅兵时，一方面展示了强大的士气，一方面也让瓦剌使者见识到了明朝武力的雄厚。而其中战斗力强大的有谭广统领下的马队，他们主要担任随驾护卫任务，其编制隶属于神机营，而陈贤则负责指挥整齐排列的火器部队。
