自动装弹机（Autoloader），是现代较大口径火炮的自动装填装置，以取代人力搬运装填炮弹的体力负担和时间耽误，通常自动装弹机本身可以储存一定数量的炮弹，待打完后再以人力装填。
之所以强调较大口径，是因为中小口径的炮弹重量轻、体积小，不必费事专门去设计一款装弹机，直接套用轻武器的弹夹条或弹链供弹原理即可。一般不把这种实现自动装填的部件列入自动装弹机的范畴。例如博福斯40毫米高射炮，使用的是预装若干枚炮弹的桥夹。
19世纪末到二战结束的战斗舰、战斗巡洋舰与巡洋舰，舰上的大口径火炮都有以滑轮运作的自动装填系统。而美国的爱荷华级战舰，其装填系统则是炮弹与火药包分离，先将炮弹上膛再将火药包上膛，而火药包则是当作炮弹的底火使用，借由炮手触发撞针引爆底火以射出炮弹。
高射炮的自动装弹机之运作原理与坦克相似。
近年来俄罗斯、中国、法国、日本、韩国、乌克兰所生产的坦克，都有安装机械化的自动装填系统，一方面减少人员配置，另一方面可以借由自动装填机的输送带将笨重的炮弹顺利上膛；而俄制坦克的主炮可以发射反战车导弹，通常会与自动装弹机一同运作。相较之下，美国与北约的坦克较少使用自动装弹机，第一种西方战车使用自动装弹的是瑞典S型战车，因为采用了无炮塔的类似驱逐战车设计，所以较简易结构就能达成自动装弹。
二战初期的马其诺防线上，法军在亚尔萨斯与洛林与德国接壤的边界上筑起了长城般的炮塔阵列，而炮塔基座藏有地下化的自动装弹机。
自走炮的自动装弹机之运作原理与坦克相似，然而自走炮的炮弹口径大，炮弹更为笨重，故对自动装弹机的需求较高。
通常见于多管火箭炮发射车，一辆发射车可搭在十几二十枚不等的火箭弹，只要一车的火箭弹打光以后，多管火箭的发射匣也有从后方自动装填下一波发射的火箭弹之自动装填系统。不过在多数情况下，自动装弹机指多管火炮上的装置。
另外在某些军舰上，会设置导弹发射箱或发射臂，并可在装填时与后方备弹舱的自动装填机一起运作，如美国制RIM-66导弹（标准一型）、阿斯洛克反潜导弹（ASROC）及鱼叉导弹。
