M61火神式机炮（M61 Vulcan，中文通常简称成M61机炮、火神炮）是一种由美军开发的六管连发机关炮，经常被装载在战斗机、直升机上作为高射速近距离火炮系统。通用代号GAU-4（GAU是“航空用火炮”，Gun, Aircraft Unit的缩写），口径为20mm，其航空用版本被赋予M61的代号，与M39同为美国军机上常见的固定武装。美国海军航部队使用包括M61A1与M61A2在内，两种规格稍有不同的版本，而美国空军的F-16和中华民国空军的经国号等战机则搭载了轻量化的M61A1机炮版本。
M61是一种使用外力驱动六支枪管滚动运作、气冷、电子击发的加特林机枪。其中使用在F-14雄猫式战斗机与F/A-18黄蜂式战斗攻击机上的M61A1可以选择液压或冲压（Ram Air）方式驱动，采电子控制，搭配无弹链填弹系统（Linkless Ammunition Feed System），极限射速可达每分钟7200发，但实际运作时可选择每分钟4000发与每分钟6000发的两种射速。至于轻量化的M61A2型目前则搭载在F-22、F-CK-1及F/A-18大黄蜂战机之上。在F-14雄猫战机上的M61最大载弹量可达676发（一说750发），而F/A-18则为578发，使用美军的20mm口径、无连结M-50或PGU系列电子击发弹（英语：Electronic firing）（Electrically Primed Ammunition）。
在第二次世界大战时代，当时美军的战斗机或轰炸机都是配备老旧的勃朗宁M2 .50（英寸）口径重机枪，最大射速约为1200rpm，射速甚至还比不上早在1860年代就已开发出来的加特林机枪（Gatling Gun）。为了改善这问题，美国陆军军械兵在1946年时决定重新启用被封存了一段时间的加特林理论，着手开发一种射速可以超过6000spm的高速火炮系统，并希望能透过多根炮管回转方式同时达到高速射击时降低枪管温度与减少磨蚀的目标。
1946年6月，主力军品商通用电气（GE）承包到这项开发计划并且将其命名为“火神计划”（Project Vulcan），要求研发一款6管、最大射速7,200rpm的空用机炮，成为火神炮称呼的由来。在19世纪时多管机炮采用人力转动作为枪械动力来源，而20世纪的飞机上则使用涡轮喷射发动机产生足够枪支转动的电力，此设计比气体后座推进更加可靠。
1949年，GE完成原型机炮T45，使用15毫米（0.6英寸）子弹，地面测试的初步射速是2,500rpm，GE在1950年时呈报了十具.60口径的T45 A型原型机炮给军方评估，该型射速已提高到4,000rpm。1952年时又追加了33具T45 C型原型机炮，口径有.60英寸，20mm（T171）与27mm（T150）多种不同选择。在经过非常久的测试过程后，军方决定选择T171型20mm炮作为存续款式继续发展下去，并且在1956年时正式被美国陆军制定为标准系统。
在火神炮的许多应用方式中，一个著名的例子就是在越战时，陆军常临时将M61安装于M113装甲运兵车上作为固定武装。而同款武器的空军用版本，则赋予M61“火神”的代号。
M61火神式机炮的六根枪管在每转一圈的过程中只需轮流击发一次，因此无论是产生的温度或造成的磨蚀，都能限制在一最小程度内。但相对的，因为是六管轮动发射，因此仍然可以做到每秒钟高达100发的高速射击，给予战机驾驶在瞬间以最大火力击杀对手的能力。根据这个特性，M61主要被用于短程（低于2000呎，约600米）的空对空射击用途，弥补在这个范围内因为距离太短、应变时间不足而无法使用空对空导弹等较复杂装备的缺陷。虽然，对地面目标的扫射也被列为M61的次要用途，但实际上其作用效果有限，并不是很常被用到的一种功能。
在弹头选择上，M61可以采用练习用的空包弹、API穿甲烧夷弹、与HEI高爆烧夷弹（英语：High explosive incendiary）等不同选择。
M61家族的机炮在军队里服役已经超过半个世纪，是套稳定性无庸置疑的系统。在航空运用上，第一架搭载M61系列机炮的飞机是F-104星式（Starfighter）战斗机，不过M61在F-104机上测试时弹链与击发过的弹壳在高速抛弃可能对机身造成外物损伤（英语：Foreign object damage），为此美军开发出无弹链供弹装置的改良型M61A1，M61A1随后成为美制战机的固定装备，包括F-105、F-106后期型、F-111、F-4与B-58（英语：Convair B-58 Hustler）等数款战斗机与轰炸机全都搭载过M61。现行正在使用M61机炮的机种包括了美国空军的F-15、F-16，与最新锐的F-22“猛禽”（Raptor）隐形战斗机及中华民国空军的F-CK-1经国号战斗机，在美国海军航空部队中F/A-18是搭载M61的主要航空母舰舰载机种，但在过去F-14尚未退役前也曾是M61的主要使用单位。