孫元化是明末研製西洋火炮的專家，他撰寫的《西法神機》是明末關於西洋火炮的專著，對明末和清代的火炮研製和使用，產生了重要的影響。
孫元化，字初陽，號火東，嘉定(今屬上海)人。出生年月不詳。《明史·徐從治傳》後附其小傳，稱他「善西洋炮法，蓋得之徐光啟雲」。清乾隆《嘉定縣誌》說他「天資異敏，好奇略，師事上海徐光啟，受西學，精火器」。因條陳備京、防邊二策，得贊畫經略軍前。天啟二年(公元1622年)九月，孫元化任兵部司務，在山海關協助遼東經略孫承宗修築城防。天啟三年(公元1623年)，隨從寧前兵備道袁崇煥堅守寧遠城，負責調運、管理山海關的11門西洋火炮和主持造炮事宜，全力支持徐光啟用西洋火炮抗擊後金的主張，在天啟六年(公元1626年)的「寧遠大捷」中立了戰功。至崇禎初年起任兵部員外郎，不久升遷郎中。崇禎三年(公元1630年)，經老師徐光啟的薦舉，調任登萊巡撫。他按徐光啟的意圖，聘請葡萄牙炮師到登萊製造西洋火炮，並對士兵進行使用西洋火炮的訓練。他把從義大利傳教士利瑪竇(Matthoeus Ricci，公元1552—1610年，1582年來華)處學到的西洋火器技術，寫入《西法神機》中。崇禎五年(公元1632年)，孫元化的部將孔有德、耿仲明叛明降清，攻陷登萊，將其俘虜。孫元化自殺未遂，被叛軍放歸。次年九月，被明廷處死。著有《經武全書》、《西法神機》等。
《西法神機》成於崇禎五年(公元1632年)前，原稿在戰火中流失，現存清康熙元年(公元1662年)據其副本刊印的古香草堂本(見圖17)，分上、下兩卷，約三萬餘字，圖19幅。書中記載了30多種發射火藥的配方；闡述了以火炮口徑的尺寸為基數，按一定比倍數設計其他各部分的方法；提出了彈重、裝藥量與火炮口徑成一定比例的要求；創製了一種新型的攻城炮車；設計了多種便於發揮火力優勢的凸面炮台。
《西法神機》全面反映了孫元化關於火器設計的思想。他認為，研製火器必須明理識性，「推物理之妙」，合乎事物之特性，才能製成合用的成品。後經過對火炮射程與射角關係的一系列試射後指出，火炮的射擊，若從平射位置直射即零度算起，射程隨仰角的增加而漸遠，超過45度角後，射程又逐漸變近。此外，孫元化通過研究後認為，炮彈射出炮膛後並非沿直線飛行，而是「全用其直勢，亦用其曲勢；曲勢過半，不能殺人矣」。其意是說炮彈在空中飛行時，既沿直線前飛，又受地球引力下墜，合成曲線軌跡，過曲線頂點後，速度減慢，動能減小，殺傷力削弱，最後速度為零，殺傷力消失。他的論述雖不如伽利略(Galieo Galilei，公元1564—1642年)對拋物線的論述透徹，但已相去不遠，是中國古代關於彈道理論的一大突破。他在《銃台圖說》中，對大型火炮發射後產生強烈震動的原因做了初步的闡述：發射火炮時，「銃氣出口，空氣相激，氣之動也最捷，故山谷皆答(即回聲)，其近而裂者，則能排牆，能撼石」。這是對大型炮彈射出後所生衝擊波現象的一種樸素解釋，也是一大進步。