炮彈的種類也很多，下面從不同的角度對炮彈進行分類。

按口徑炮彈可分小口徑炮彈、中口徑炮彈和大口徑炮彈類，地面炮和高射炮劃分的界限不同，對於地面炮彈，直徑20~70mm稱為小口徑炮彈；70~155mm稱為中口徑炮彈，155mm及以 上稱為大口徑炮彈；對於高射炮，直徑20~60mm稱為小口徑炮彈；60~100mm稱為中口徑炮彈，100mm及以上稱為大口徑炮彈。

按照彈丸與裝藥藥筒（藥包）之間的裝配關係，炮彈可分為定裝式炮彈、藥筒分裝式炮彈和藥包分裝式炮彈三類。定裝式炮彈的彈丸和裝藥藥筒結合為一個整體，射擊時一次裝入炮膛。藥筒分裝式炮彈的彈丸和裝藥藥筒不為一體，發射時先裝彈丸，再裝裝藥藥筒。藥包分裝式炮彈的彈丸、藥包和點火門管分三次進行裝填。

按照發射時裝填方式炮彈可分為後膛炮彈（後裝式炮彈）和前膛炮彈（前裝式炮彈）兩類。後膛炮彈從炮尾裝入炮膛，關閉炮閂後發射，這類炮彈在發射時膛壓較高、後坐力較大，但射程較遠。前膛炮彈從炮口裝入炮膛發射，發射這種彈丸的火炮一般沒有膛線，彈丸採用尾翼穩定方式。

按照獲得速度的方法可將炮彈分為一般炮彈和火箭增程彈。一般炮彈的彈丸速度由火炮發射時獲得，彈丸出炮口時的速度即為最大速度。火箭增程彈的彈丸的速度不僅在火炮發射時獲得，彈丸出炮口後火箭增程發動機工作，彈丸速度還可增加，在增程發動機工作結束時彈丸獲得最大速度。

按穩定方式炮彈可分為旋轉穩定式和尾翼穩定式兩種，前者彈丸依靠火炮膛線獲得高速旋轉，按照陀螺穩定原理使其在飛行中保持穩定。後者彈丸不旋轉或低速旋轉，依靠彈丸尾部的尾翼來保持飛行穩定。大多數迫擊炮彈、成型裝藥破甲彈以及滑膛炮發射的彈丸均採用這種穩定方式。

按彈丸口徑和火炮口徑之間的關係炮彈可分適於口徑炮彈、次口徑炮彈和超口徑炮彈三類。適於口徑炮彈的彈徑與火炮口徑相同，大多數炮彈均屬於這一類；次口徑炮彈的彈徑小於火炮直徑，便於提高初速，如各種脫殼穿甲彈；超口徑炮彈的彈徑大於火炮直徑，彈丸威力較大，如迫擊炮長炮榴彈，某些火箭增程破甲彈。