自动步枪指自动进弹、连续击发、具备全自动射击能力的步枪。利用推进弹头的部分气体或后座力进行退弹壳、装弹并再次射击的步枪，也就是说，只要扣住扳机不放，就能连续射击，直到枪内子弹用尽。
美国南北战争爆发之际，1860年5月的一天，斯潘塞闯进位于华盛顿的陆军部介绍自己的发明，但是军械官们不相信金属壳枪弹，后装枪和连发枪这些当时的新事物，更不相信这个年仅20的小伙子。斯潘塞非常丧气，但他意外地见到新任总统，联邦军（即北军）统帅亚伯拉罕·林肯。林肯仔细地听了他的讲述高兴地说：“很好，眼见为实，打响了才算数。走，到外面试试看。”在院子里，斯潘塞对着一块木板连打了7枪，连发枪工作良好。接着，林肯也打了7枪。总统亲自试枪消息引起了军方的重视，很快对斯潘塞连发枪进行了试验和审评，并于1862年12月31日正式装备联邦军。
1866年、奥利弗温切斯特也研制了一种连发枪，称为“温切斯特步枪”。但是这时的连发枪只是能够从弹仓中接连推弹入膛而已，开锁和退壳等动作还需手动操作来完成。
第一支真正的自动步枪是1883年由美国工程师H.S.马克沁发明的。步枪射击时，产生的火药气体除了将子弹射出枪管外，同时还使枪产生后坐力。马克沁就是利用部分火药气体的动力使枪完成开锁、退壳、送弹和重新闭锁等一系列动作的，从而实现了步枪的自动连续射击，并减轻了枪支对射手撞击的后坐力。马克沁将“温切斯特步枪”进行改装和试验。终于在1883年成功地制造出世界上第一支自动步枪。
自20世纪初俄国费德洛夫所设计的6.5毫米口径M1916自动步枪以及第一次世界大战后出现的白朗宁自动步枪。先后有前苏联米哈伊尔·卡拉什尼科夫研制的AK-47突击步枪，美国人研制的M14自动步枪及M16自动步枪等 。
自动步枪一般使用当代中高初速中或小口径步枪子弹，初速达每秒六百米以上，而早期发展过使用低威力手枪子弹的连发卡宾枪，如今发展成为冲锋枪。