Оригинальная конструкция Гатлинга относится к полевым орудиям, с боеприпасами на дымном порохе, с несколькими стволами, приводимыми во вращение рукоятью, и заряжался посредством металлических кассет с патронами, свободно подающимися в ствол под действием силы тяжести. Экстракция стреляных гильз происходила также под действием силы тяжести, когда ствол оказывался в нижней точке. Стрельба могла вестись безостановочно до тех пор, пока не кончались патроны либо патрон не заклинивало в стволе.
Новизна конструкции Гатлинга заключалась не во вращении стволов (подобная система была реализована значительно раньше в револьверах) и не в множественности стволов (митральеза), а именно в системе свободной подачи патронов из бункера, что позволяло неопытному расчёту вести стрельбу в высоком темпе.
Первые прототипы орудия Гатлинга были впервые использованы во время Гражданской войны в США. Пулемёты были приняты на вооружение Армией севера в 1866 году после того, как представитель производящей компании продемонстрировал их на поле боя[2]. Лейтенант Национальной Гвардии Коннектикута А. Л. Ховард имел долю в предприятии — производителе орудий, и использовал собственный «Гатлинг» в 1885 году против канадских метисов[2], во время восстания под предводительством Луи Риеля в Саскачеване.
Пулемёт Гатлинга британского производства. Королевский артиллерийский музей, Лондон.
Орудия Гатлинга постоянно совершенствовались, росла их надёжность и скорострельность. К примеру, в 1876 году механическая пятиствольная модель пулемёта калибра 0,45 дюйма позволяла вести огонь с темпом стрельбы 700 выстрелов в минуту, а при стрельбе короткими очередями пулемёт был способен достигнуть немыслимых для того времени 1000 выстрелов в минуту. При этом стволы совершенно не перегревались — на один ствол приходилось не больше 200 выстрелов в минуту, существенную роль играл и создаваемый при вращении поток воздуха, обдувающий стволы.
На рубеже XIX и XX веков орудия системы Гатлинга начали оснащать электроприводом. Подобная модернизация позволила довести скорострельность орудия до 3000 выстрелов в минуту, но система электропривода делала пулемёт ещё более громоздким.[3]
С появлением одноствольных пулемётов, работающих на принципе использования энергии отдачи ствола при его коротком ходе, орудие Гатлинга, подобно другим многоствольным системам, постепенно вышло из употребления. Не оказала существенного влияния на судьбу «гатлингов» и их значительно более высокая скорострельность, поскольку на тот момент в скорострельности выше 400 выстрелов в минуту уже не было особой нужды. Зато одноствольные системы явно выигрывали у пулемёта Гатлинга в весе, манёвренности и простоте заряжания, что в итоге и определило приоритет одноствольной системы.
Но окончательно «гатлинги» вытеснены так и не были — их продолжали устанавливать на военных кораблях в качестве средств ПВО. Особенную актуальность многоствольные системы обрели во время Второй мировой войны, когда прогресс авиации потребовал создания автоматических пушек и пулеметов с очень высоким темпом стрельбы. Уже после войны был разработан ряд орудий и пулемётов различного калибра, работавших «по схеме Гатлинга». Данные орудия могли иметь электрический, гидравлический, пневматический либо газовый привод, а питание осуществляется с помощью патронных лент или барабанных магазинов.

Многоствольное скорострельное стрелковое оружие, один из первых образцов пулемёта.
Запатентована доктором Ричардом Джорданом Гатлингом в 1862 году под названием Revolving Battery Gun. Предшественницей орудия Гатлинга является митральеза[1].
«Гатлинг» снабжен расположенным сверху магазином с гравитационной подачей боеприпасов (без пружины). В течение цикла поворота блока стволов на 360°, каждый ствол делает единственный выстрел, освобождается от гильзы и заряжается вновь. За это время происходит естественное охлаждение ствола. Вращение стволов у первых моделей Гатлинга осуществлялось вручную, в более поздних для него использовался электрический привод. Скорострельность моделей с ручным приводом составляла от 200 до 1000 выстрелов в минуту, а при использовании электропривода могла достигать и 3000 выстрелов в минуту.