任何高射炮的關鍵要素是火控，最初的火控系統是為艦船開發的。

19世紀後期，隨著科學技術的不斷髮展，火控系統也逐漸的在不斷改進完善。英國海軍新聞記者亞瑟·約瑟夫·亨格福德·波倫（Arthur Joseph Hungerford Pollen）在第一次世界大戰之前就設計了一種用於戰艦上的新型計算機化火控系統。他最重要的技術創新就是發明了世界上最早的電動模擬計算機，並獲得了Argo Clock（阿爾戈時鐘）的專利：這是一種差動分析儀，當兩艘船以不同的速度向不同方向移動時，它能指揮大型火炮打擊遠端目標。

模擬計算機就是利用電子的，機械的、液壓的連續變化量等物理現象來模擬所要解決的問題。

二戰期間的陸基火控系統

二戰期間，輕型高射炮最初配備了非常簡單的瞄準器，炮手透過觀察他的示蹤彈並進行相應地調整來瞄準，以確定對目標的正確引導。後來，瞄準器引入陀螺儀，火控系統因此得到迅速的改進和完善，指揮員命令下達後，炮手只需用他的陀螺儀瞄準器跟蹤目標即可。陀螺儀自動測量並糾正瞄準器的運動軌跡，同時新增正確的引導線。

二戰快結束時，美國的輕型高射炮都裝備了具有完全盲射能力的雷達制導裝置。

重型高射炮的制導系統相對複雜，通常與火炮分開，專門負責計算炮彈引信的精確導程，這樣炮彈和它的目標就能在同一時間、同一地點在空中交集。制導系統指揮並控制炮彈的定時引信裝置（近炸引信也稱感應引信），計算好炮彈在最接近目標時引爆。引線和引信設定都需要對目標距離進行精確的計算，這最初是由光學測距儀來完成。與雷達測距儀相比，光學測距儀的計算精度相對有限。

第二次世界大戰爆發後，飛機的機動性越來越強，高射炮越來越多的開始裝備火控計算機。英國製造出了人類歷史上第一套自動化防空指揮火控系統Kerrison Predictor（凱里森預測儀），觀察員只要將所觀察到的目標飛機的大概速度和角度輸入凱里森預測儀，高射炮就會將炮口對準目標飛機。

美軍40mm防空炮就是美國版的Bofors（博福斯）40毫米自動炮，是20世紀30年代由瑞典博福斯AB（Bofors AB）公司設計製造的。該炮是第二次世界大戰期間最受歡迎的中型防空系統之一，大多數西方盟國都裝備了。在美國陸軍和海軍陸戰隊中，單座的Bofors（博福斯）被稱為40毫米M1自動火炮，該炮配備了“M5防空指揮”火控系統，也就是美國改進後的凱里森預測儀。

“M5防空指揮”系統，由靶場組的一名成員操作，這名成員將情況向組長報告，然後由該組長將情況向指揮官報告。M5的導向器用於確定和估算空中目標的高度或傾斜範圍，兩名觀察員透過對向儀兩側的一對望遠鏡跟蹤飛機。早期的高射炮炮兵連把“M5防空指揮”系統安置在陣地中央，射擊部分（炮）設在陣地的四角。在雷達引進之前，利用探照燈與指令牌來協調指揮開火，因此夜間也可作戰。

1943年開始，基於雷達的M-9 / SCR-584防空系統開始裝備防空炮兵。該系統是由麻省理工學院輻射實驗室開發的一種自動跟蹤微波雷達系統，是當時最先進的地基雷達之一。

為什麼日本的25mm防空炮各自為戰毫無戰鬥力？

因為日本根本沒有為這些防空炮配置“防空指揮”火控系統，跟美軍的40毫米M1自動火炮無法比。日本的防空炮主要是25毫米96式霍奇基斯火炮，採用的是彈匣供彈，炮彈打完後必須停止發射重新安裝新彈匣。另外，日本的炮彈還是採用一般的引信炮彈，而不是盟軍使用的較先進的“近炸引信”炮彈。

二戰期間，美國不僅為艦艇上的大型火炮配備了防空指揮火控系統，還在艦船上配備了有防空指揮火控系統的防空炮。指揮官只要指揮控制防空指揮火控系統就是。（下圖所示）

因此，日本的25mm防空炮才各自為戰毫無戰鬥力。

由於二戰時期的防空炮還比較原始，沒有現如今那種完整的火控系統，所以對於空中來襲目標的搜尋、鎖定、下令開火都是由負責雷達的部門來調配指揮的。首先雷達部門從雷達上發現來襲目標，然後開始計算目標的高度、速度等詳細資訊。

等計算出資訊之後將命令傳達給火控部門，火控部門在接到座標命令之後便開始瞄準提前量，等敵機到達預定位置之後，便開始使用各式口徑的防空炮在空中形成一片彈幕。由於當時的美軍已經裝備了先進的延時引信，所以防空炮彈並不需要擊中敵機，只需要將炮彈打到敵機周圍即可。

正是因為美軍戰艦上擁有先進的雷達系統和裝備延時引信的防空武器，所以在打飛機方面要優於日本。相反日本軍艦的雷達極其落後，只能大致感知到有敵機靠近，然後透過站在瞭望塔上的瞭望員利用望遠鏡來索敵，等發現敵人之後再透過通訊器報告，最後防空炮班組開始朝敵機發射炮彈。

然而日軍的防空炮彈並沒有裝備延時引信，也就是說只要不被擊中是沒有意義的。這也就是為什麼，大和號拼命的在用防空武器抵抗，但美軍的艦載機就像是蒼蠅一般哄不散打不著的原因。