榴弹发射器一般按射击方式和操持方式分类。按射击方式分为单发榴弹发射器、半自动榴弹发射器和自动榴弹发射器。
单发榴弹发射器 是一种只能单发装填（分为手工装填和弹仓供弹）、单发射击的榴弹发射器。其结构简单，主要部件由发射管、机匣、瞄准装置、击发机构和保险机构等组成。根据附件（肩托、座板或连接座）的不同，又可分整体型和附装型。
整体型单发榴弹发射器是在机匣或击发机构的后方装有肩托或座板而自成一体，无需附加装置即可抵肩或拄地射击。前者常被称为“榴弹枪”，后者则被称为“掷弹筒”或“弹射器”。榴弹枪的重量一般在1.8～4.0千克之间，装填方式多与猎枪相同，为开膛后装，机械或光学瞄准装置安装在发射管上方。
掷弹筒或弹射器的装填方式与迫击炮相同，为闭膛前装。配有简易瞄准装置，其重量为4.0～5.0千克。如比利时的NR8111弹射器。
附装型单发榴弹发射器也称为枪挂式榴弹发射器，重量多在1.5千克左右。它没有肩托，只能附装在突击步枪或自动步枪的枪管下方，依靠枪械操持、瞄准和射击，常采用框式表尺瞄准具或象限式旋臂瞄具。装填方式多为开膛后装，也有闭膛前装的，如苏联的GB-15。
在附装型发射器上加装肩托支架或枪管支架，即可变成整体型单发榴弹发射器。
单发榴弹发射器具有结构简单、体积小、重量轻、机动性和可维修性好等特点，但因抵肩射击后坐能量的限制，其初速常限制在100米／秒以内，最大射程400米左右，战斗射速6～8发／分。
半自动榴弹发射器 一种自动装填，但只能单发射击的榴弹发射器，其结构的复杂程度和重量介于单发榴弹发射器和自动榴弹发射器之间。主要部件除与单发榴弹发射器基本相同外，还增加了一个体积较小的供弹具、肩托和能实现自动装填的自动机。它通常是依靠发射时火药气体的能量实现再次装填，采用弹匣或弹巢式供弹，结构外形与半自动步枪和带肩托的转轮手枪相似。
半自动榴弹发射器重量在6千克左右，由掷弹兵操作使用，编配在分队中遂行各种战斗任务。由于自动装填，战斗射速可达25发／分，最高达60发／分。因此，它既保持了单兵携行使用的灵活性，又增大了火力密度和火力持续性，在不过分增加重量的情况下，提高了单件武器的压制能力。其初速100米／秒左右，最大射程400～600米。
自动榴弹发射器 也称榴弹机枪或连发榴弹发射器，是一种能自动装填、连发射击的榴弹发射器。基本结构和自动机的工作原理类似于机枪，结构较复杂，主要部件除发射管、机匣、瞄准装置、击发机构和保险机构外，还有供弹具、受弹机、自动机以及握把、脚架和铰接头等。自动方式通常采用枪机后坐式和导气式，供弹具为弹链或弹鼓，配有与机枪相似的机械或光学瞄准系统、三脚架，可进行自动和半自动射击。既可使用三脚架在地面使用，也可安装在直升机、舰船、车辆上使用。
自动榴弹发射器的突出特点是射速高、火力密度大，理论射速为300～400发／分，战斗射速100发／分左右。但因发射器／弹药系统重量多达45～65千克，所以机动性较差，多采用机载、舰载、车载或步兵战斗小组多人使用。其初速与射程大致分为两种。一是初速在100米／秒以下，最大射程400米左右，因后坐较小，可采取腰际夹持射击，目前已不常见。二是初速200米砂左右，最大射程1500～2000米，如俄美装备的AGS-17 和MK19-3型自动榴弹发射器。
榴弹发射器的另一种分类方法是按操持方式分，主要有以下几种。
单人肩射榴弹发射器 由单兵携行使用，以抵肩和腰际夹持射击为主，也可用肩托或枪托拄地射击。这类武器重量轻，直接由人体承受其后坐力。如榴弹枪、附装型榴弹发射器和半自动榴弹发射器。
多人架（座）射榴弹发射器 由多人或战斗小组携行操作，武器安装在三脚架或车船、飞机的座（支）架上，有的还能装在两脚架上使用。此类武器重量大，并以发射架（座）承受全部或大部分后坐，如自动榴弹发射器和多联弹射器。
单人拄地射榴弹发射器 常称为迫击炮型榴弹发射器，由单兵携行使用，通常在不小于35°射角下，用座板拄地射击。此类武器重量较轻，后坐力由地面承受。如比利时的NR8111 A1 弹射器。
弹药
榴弹发射器发射的小型榴弹实质上是一种小型炮弹，具备炮弹的一切特性。弹药由药筒（室）、发射药、战斗部和引信组成，通常按发射原理和用途分类。
弹药采用的发射原理主要有常规发射原理、高低压发射原理和瞬时高压原理三种。
常规发射原理 也称为高压原理，与枪炮相同，发射药直接装填在药筒内，击发后火药气体推动弹丸运动做功。此类弹药结构简单、技术成熟，但膛压高、后坐力大、发射特征明显。
高低压发射原理 一种高压燃烧、低压膨胀做功的发射原理，发射药装填在体积较小且开有排气孔的高压室内。击发后发射药在高压室内燃烧，当达到一定压力时，燃气冲破排气孔进入低压室（药筒或炮膛），降低压力，并推动弹丸运动做功。高低压原理的突出特点是：火药利用率高，装药燃烧完全，膛压低，后坐力小，噪声低。
瞬时高压原理 也称弹射原理，这种原理的发射器／弹药系统结构特殊，其燃烧室（即火药气体做功的空间）与弹丸连为一体，速燃发射药装填在燃烧室顶端的活塞内。击发后装药在短时间内（微秒级）迅速燃烧形成高压（瞬时高压），随即火药气体推动活塞运动做功，膛内压力迅速下降。活塞运动到膛口时，受制动套的作用而停止运动，火药气体被密闭而不能迅速自由排放，减小了发射痕迹。一旦活塞受到弹射杆的阻挡相对发射器静止不动，弹丸相对向上运动，最后携带活塞脱离弹射杆飞向目标。采用这种发射原理发射时无声、无光、无烟，具有良好的隐蔽性。
按照不同用户的需求分，榴弹又分为军用弹和警用弹两类。它们都包括主用弹、特种弹和辅助弹。
军用弹的主用弹直接毁伤敌方有生目标和轻型装甲目标，主要类别是高爆杀伤榴弹、破甲杀伤两用弹和榴霰弹。
特种弹用来完成不直接摧毁目标的某些特殊战斗任务，包括照明（信号）弹、烟幕（标示）弹、燃烧弹等。
辅助弹用于靶场试验和部队训练、院校教学用的弹药，包括演习弹、教练弹、填砂弹等。
警用弹 警用弹的主用弹作用是直接使对方致伤或失能，主要有警棒弹、橡皮弹、催泪毒气弹、致盲弹和致昏弹等。
特种弹不直接攻击有生目标，用于完成特殊任务。如着色跟踪弹、烟幕弹、照明弹等。辅助弹主要用于教学训练。
榴弹发射器的发展方兴未艾。据粗略统计，近年来装备榴弹发射器的国家已增至50多个。它的研制正朝着以下几大方向发展。
减轻系统重量、提高机动能力 以往的榴弹发射器由于重量大，给战场机动带来极大不便。如美国的MK19-3型自动榴弹发射器重33千克，地面使用时加三脚架、摇架和瞄具重达63.7千克，如再加上装有48发榴弹的弹箱，其战斗全重高达81千克，需4～6人搬运。如果将自动原理和三脚架加以改进，发射器重量可大辐度减轻。减轻榴弹发射器系统重量大有潜力可挖。
改进总体布局，适应未来要求 单兵武器中，以点面结合、曲直兼顾与步枪成为一体的附装型单发榴弹发射器将成为未来单兵榴弹的主要发展方向之一，并作为发展未来先进步枪的基本要求。如美国刚开发出的单兵武器XM320可附装在M16和M4上。因此不难看出，单发榴弹发射器将会以多种形式附装在步枪上，甚至合二为一。随着对火力密度和反应速度的要求提高，附装型榴弹发射器将可能由手工装填的单发型发展成弹仓供弹的单发型或半自动型，以提高战斗射速和火力持续性。
提高威力、减轻弹重、精简配套 目前，小型榴弹虽然在精度和射程上优于同弹径的枪榴弹，但威力（杀伤与破甲）在同类压制武器（轻型迫击炮和枪榴弹）中处于下风。对于弹重270～350克的小型榴弹而言，进一步减轻弹重将有利于增大携弹量和提高火力密度。因此，提高弹药威力、减轻弹重是加强武器系统作战能力、提高机动性的重要途径，也是榴弹发射器改进的主攻方向。
从未来战争目标的多变性以及生产、使用、保管和供应等方面标准化的要求出发，小型榴弹已向着系列化的方向发展。70年代初，美国40毫米榴弹的品种和型号多达50余种，仅杀伤弹就有10多种，信号和发烟弹达20多种，形成了庞大的40毫米榴弹家族，为生产和后勤保障带来诸多不便。为此，美军对其进行精简，形成了以杀伤榴弹、破甲杀伤两用弹和训练弹为主，配己以少量特种弹的40毫米榴弹系列。
高精度、智能化 为适应未来战场的需要，自动榴弹发射器将向智能化的方向发展。如美国最新的XM25型25毫米半自动榴弹发射器。
扩大应用范围、发展外延产品 榴弹发射器的多用途和多弹道的特性也满足了除步兵外其它兵种的需要。车载、机载、舰载将更加扩大自动榴弹发射器的应用范围。肩射线膛的榴弹发射器则有可能与滑膛警用武器并驾齐驱。