M61火神式机炮（M61 Vulcan，中文通常简称成M61机炮、火神炮）是一种由美军开发的六管连发机关炮，经常被装载在战斗机、直升机上作为高射速近距离火炮系统。通用代号GAU-4（GAU是“航空用火炮”，Gun, Aircraft Unit的缩写），口径为20mm，其航空用版本被赋予M61的代号，与M39同为美国军机上常见的固定武装。
1946年6月，主力军品商通用电气（GE）承包到这项开发计划并且将其命名为火神计划（Project Vulcan），成为火神炮这称呼的由来。在经过非常久的测试过程后，军方决定选择T171型20mm炮作为存续款式继续发展下去，并且在1956年时正式被美国陆军制定为标准系统，而同款武器的空军用版本，则赋予M61 "火神式"的代号。
M61是一种使用外力驱动、六管滚动运作、气冷、电子击发的加特林炮。其中使用在F-14雄猫式战斗机与F/A-18黄蜂式战斗攻击机上的M61A1可以选择液压或冲压（Ram Air）方式驱动，采电子控制，搭配无连结填弹系统，极限射速可达每分钟7200发，但实际运作时可选择4000spm与6000spm两种不同的射速。至于轻量化的M61A2型则只能搭载在F/A-18型战机之上。在F-14战机上的M61最大载弹量可达676发，而F/A-18则为570发，使用美军的20mm口径、无连结M-50或PGU系列电子击发弹。
加特林转管炮在射速和身管寿命上占有先天的优势。在炮管旋转的同时，每根炮管都处于不同的发射阶段。当炮管旋转到最高点时，膛内弹药被击发，旋转过最高点后再抛壳——装弹——在下次旋转到最高点时又被击发——如此循环。所以整门炮的射速是六个炮管射速的总和，如同六门 20 毫米单管炮在并型射击。由于有六个炮管分担整个射击循环，所以在相同射击次数下，“火神”炮的身管寿命是单管炮的六倍。
F-16 战斗机在机身中部安装了一个巨大的圆形弹鼓，内部安装有一个阿基米德螺旋杆，弹药就顺螺旋杆排列。当阿基米德螺旋杆旋转时，弹药就被“挤”到向航炮供弹的传送带中，既可以想象一下绞肉机的原理。这样等于有了一个自动化的弹药传输导轨，取消了弹链，避免了因弹链引起的可靠性问题。
M61A1 家族中大多数都是飞机本身的液压系统来驱动（液力马达），少数使用飞机的供电系统（电动机）。在全射速时，整门炮需要 35 马力来驱动，从射击方向看去，弹鼓呈反时针方向旋转。6 个炮管由数片夹具固定，这些夹具可以更换成其它直径的，借以微调炮弹的散布模式。炮管内部都有膛线。
M61家族的机炮在军队里服役已经超过半个世纪，是套稳定性无庸置疑的系统。在航空运用上，第一架搭载M61系列机炮的飞机是F-104“星辰斗士”式战斗机，之后包括F-105，F-106后期型，F-111，F-4，B-58等数款战斗机与轰炸机全都搭载过M61。现行正在使用M61机炮的机种包括了美国空军的F-15，F-16，与最新锐的F-22“猛禽式”（Raptor）隐形战斗机，而海军航空队的使用范围则包括F-14与F/A-18两架主要的航空母舰舰载机。
