1861年夏天，加特林開始設計構思轉管機槍，當年年底就完成了機槍模型，並於次年進行了驗證。1862年11月4日，加特林獲得轉管機槍的專利，除包括1862年加特林機槍模型的技術說明外，還包括了兩點轉管機槍所***有的設計特點聲明：壹個提供鎖膛的內有擊針的圓柱旋轉體，與槍管壹起旋轉；每根槍管都有獨立的擊針。這使得以後所有與加特林機槍相似的設計都不能再獲得專利。
1862型加特林轉管機槍有兩種不同結構。第壹種使用的是獨立的鋼制彈膛（彈膛與槍管分離），它的尾部封閉並裝有撞擊火帽。射手通過搖動曲柄帶動沿圓周均勻排列的槍管旋轉，裝滿彈藥的彈膛從供彈料鬥中進入到每根槍管後面的閉鎖槽中。當槍管轉到某個特定位置時，擊針將彈藥擊發。而槍管轉動到另壹位置時，射擊後的彈膛退出機槍。彈膛可以重復使用，槍管旋轉壹周可完成6發彈藥的裝填、擊發和退彈，每分鐘達到了200發的射速，但是存在火藥燃氣泄露等缺點，這主要是因為當是流行使用最多的是紙殼槍彈，而金屬彈殼尚未普及 。為解決這壹難題，加特林使用了當時開發的獨立金屬彈殼彈藥。這種彈藥結構被後來所有機槍的設計者沿用。另壹種結構使用的是0.58英寸口徑的銅質彈殼邊緣發火式彈藥。在克服如何使獨立的彈膛與槍膛同軸這壹難題上，加特林使用了錐形槍膛，槍膛後部直徑更大，使得彈丸進入槍管更加容易。於是在19世紀末期，它成為了歐洲各國控制並擴張殖民地的重要武器；經過改進後的加特林機槍射速最高曾達到每分鐘1200發，這在1882年是個驚人的數字。但它也存在壹個問題：它的最大弱點是射手在戰場上由於敵軍沖鋒過程中與自己的距離不斷拉近導致情緒激動並殺紅了眼不能控制自己，會發瘋似得把手柄轉動的越來越快，造成機槍過熱卡殼或炸膛。 加特林機槍於1861年被發明，於1865年作了相應的改進，於1866年裝備給美國陸軍。加特林機槍可稱是現代機槍的先驅。19世紀，當金屬槍彈的發展逐漸成熟起來的時候，美國的發明家們開始了手動機槍的設計。不過，直到美國內戰時期，機槍才受到軍方重視。在這壹時期內，也相繼出現了令軍方感興趣的多管“萊普提”機槍、“巴特利”機槍和“克拉通”機槍。但這種機槍的發明者不是槍械工或機械師，而是醫學博士理查德·喬丹·加特林。
1865年以後，加特林機槍由4管改為6管，到1867年～1868年增加又增加到了10管，並開始分發給美國的邊防部隊。1870年，英國政府經過對比試驗後，在英格蘭建廠生產加特林機槍。與此同時，沙俄政府也購買了加特林機槍，更名為戈洛夫機槍。
從1884年開始，采用管退式、導氣式、自由槍機式和半自由槍機式等自動原理的自動武器陸續被發明。同這些單管自動武器相比，加特林轉管機槍的優勢不復存在，缺點卻更加明顯。當1903年理查德·喬丹·加特林的漫長生命走到盡頭的時候，多管手搖式轉管機槍已基本消失。世界上大部分軍隊轉而使用自動武器，如管退式馬克沁機槍，導氣式勃朗寧機槍和哈其開斯機槍。許多加特林機槍被當作廢銅爛鐵，徹底銷毀，另壹些則湮沒在積滿灰塵的倉庫中，或被發掘利用在博物館、私人收藏館中進行展覽。這個原因很簡單，壹是加特林機槍操作需要4個人，而馬克沁機槍只需要1個人便可以完成。二是射速，雖然每分鐘200——400發已經很快，但是其他機槍例如馬克沁機槍，射速可達每分鐘600發。三是加特林機槍的體積和重量都遠在其他自動槍械之上，所以大都架設在高聳的大型輪架上才能保證穩定射擊，這就使得它的機動性和隱蔽性無法與其他機槍相比。
到了現代，又有人把它的原理應用在機炮上，以求得高射速；最著名的例子是美國空軍使用的 20mm M61 “火神”（Vulcan）機炮。60年代後的加特林機槍和機炮，無非是把當時槍管旋轉的動力來源，由手動改為電動或者用導出發射藥燃氣的動力來驅動槍管旋轉。前者稱為外能源（美國使用的加特林機炮習慣使用），後者稱為內能源（蘇聯習慣用）。還有網上總是流傳著另壹種被稱為加特林機槍”的7.62毫米口徑六管機槍，實際上那是美軍的M134速射機槍，它是二戰後第壹種加特林式輕武器，但不應直接稱之為加特林機槍，這導致了很多人對它和早期手搖式加特林機槍的混淆。 在2015年倫敦國防與安全博覽會上，萊茵金屬公司利用四臺功率各為20千瓦的激光發射機同時開火，利用壹種名叫“疊加”的技術，組合得到壹束功率為80千瓦的強大光束。這是壹種威力巨大的新型激光“加特林機槍”。
加特林激光槍可以在500米之外擊中無人機。激光還可以引爆炸藥和炮彈，使其它船只上的傳感器失靈，甚至能在較小的船只上燒出洞來。該公司聲稱，通過將每個激光槍單元組合起來，它們可以釋放出“無限”的能量。