La balistica interna studia i fenomeni che accadono dal momento della percussione dell'innesco della cartuccia fino al momento in cui il proiettile esce dalla bocca dell'arma, divenendo oggetto di studio della balistica esterna.
A seguito della violenta percussione del percussore sulla capsula dell'innesco, la composizione innescante viene schiacciata contro l'incudinetta della capsula (nel caso della percussione anulare l'innesco viene schiacciato contro il metallo dell'orlo del fondello); la composizione detona producendo un intenso dardo di fiamma che, attraverso i fori dell'innesco, raggiunge la carica di polvere, dando inizio alla sua deflagrazione.
Questa sarà più o meno veloce in relazione alla forza dell'innesco, al tipo, conformazione e quantità della polvere, alla densità di caricamento (rapporto tra volume della polvere e spazio nella cartuccia), alla compressione esercitata sulla polvere, alla forza con cui il proiettile è trattenuto dal bossolo, ecc.. La polvere deve poter bruciare completamente prima che il proiettile esca dalla canna, sia perché così tutta l'energia viene sfruttata, sia per evitare che i residui si infiammino fuori della bocca dell'arma (vampa di bocca).
La polvere brucia sempre perpendicolarmente alla sua attuale superficie e la quantità di gas prodotti dipende in ogni istante dalla pressione sviluppatasi e dalla forma geometrica dei granelli di polvere. Se la superficie del granello diminuisce durante la combustione (granelli tondi o a lamelle), si ha una polvere degressiva (offensiva), se aumenta (grani o tubetti con più fori) si ha una polvere progressiva; se rimane costante (tubetto con un foro) si ha una polvere neutrale. La velocità di deflagrazione può venire influenzata da trattamenti della superficie del grano.
Le polveri offensive sono più indicate per armi a canna corta in cui non ha senso una pressione che si esplica dopo che il proiettile ha abbandonato l'arma; le polveri progressive sono preferite nelle armi a canna lunga e in tutti quei casi in cui si preferisce non sottoporre ad eccessive sollecitazioni le pareti dell'arma.
La deflagrazione della polvere sviluppa una grande quantità di gas (circa un litro per ogni grammo di polvere) che si dilatano per effetto del calore (oltre 2000 gradi); un litro di gas, racchiuso in uno spazio minimo e sottoposto a tale temperatura produce un aumento di pressione che in un fucile a palla giunge a superare i 3000 kg/cm2 (circa 500 atmosfere in un fucile a canna liscia). La pressione così sviluppatasi si esercita in tutte le direzioni: contro le pareti del bossolo che viene pressato contro la parete della camera di scoppio (così assicurando che non sfuggano gas all'indietro), contro il fondello che viene premuto contro l'otturatore, contro il fondo del proiettile che viene spinto in avanti; essa continua a crescere fino al momento in cui il proiettile si svincola dal bossolo e inizia il suo percorso. aumenta quindi lo spazio a disposizione per i gas, ma fino a che la produzione di gas è maggiore dello spazio a disposizione, continua ad aumentare la pressione, il che aumenta la produzione di gas. Raggiunto l'equilibrio tra i due valori, la pressione inizia a calare. La combustione deve essere regolata in modo da non superare certi valori di pressione massima e di pressione alla bocca ed in modo che la combustione si concluda all'interno della canna. Il picco di pressione massima si verifica molto presto, in genere da alcuni millimetri a pochi centimetri di