Pháo tự hành (SPG) là một bộ phận của pháo binh, nhưng pháo tự hành lại có thể tự cơ động di chuyển không cần xe kéo, khẩu pháo được đặt trên một khung xe bánh xích hơặc bánh lốp. Chúng thường được trang bị giáp. Khả năng cơ động cho phép pháo binh theo kịp tốc độ của chiến tranh hiện đại, kịp thời hỗ trợ các đơn vị chiến đấu khác và được bảo vệ tốt hơn. Tương tự như một khẩu đội pháo kéo, một khẩu đội pháo tự hành vẫn phải bố trí trận địa trong một khu vực tương đối an toàn mới có thể pháo kích đối phương, nhưng pháo tự hành có khả năng di chuyển cơ động đến các địa điểm mới rất nhanh. Các pháo tự hành đang được sử dụng trên thế giới phổ biến hiện nay như M109 của Mỹ, 2S19 MSTA của Nga, AS-90 của Anh, PzH 2000 của Đức

Pháo tấn công

Pháo tấn công (Assault gun) là bộ phận của pháo tự hành dùng để hỗ trợ bộ binh trong vai trò hỏa lực trực tiếp. Nó thường có một khẩu pháo đường kính lớn có khả năng bắn đạn có sức sát thương lớn, phá hủy trên diện rộng, tấn công các đơn vị đối phương và các công sự kiên cố. Điển hình như M1128 MGS của Mỹ, PT-76 của Liên Xô.

Pháo tự hành chống tăng

Pháo tự hành chống tăng, hay còn gọi là kẻ diệt tăng (tank destroyers), được sử dụng chủ yếu hỗ trợ các đơn vị bộ binh hay xe tăng trong khi đang phòng thủ hoặc rút lui. Chúng có thể trang bị pháo chống tăng bắn nhanh hay đôi khi là tên lửa điều khiển chống tăng (ATGM).

Pháo tự hành chống tăng không thể thực hiện nhiều chức năng như xe tăng; chúng ít cơ động, và thường thiếu khả năng chống bộ binh, nhưng chúng rẻ hơn trong sản xuất, bảo dưỡng, và cung cấp hậu cần hơn xe tăng.

Pháo tự hành chống tăng thường được trang bị với pháo cỡ lớn, nhưng chúng đã bị thay thế phần lớn bởi những xe tăng đa năng và vũ khí chống tăng kể từ Chiến tranh Thế giới II, với khả năng mang ATGM bọc thép mỏng chúng thường được dùng để bổ sung vào khả năng chống tăng tầm xa, và để thay thế những xe tăng hạng nhẹ hay lực lượng đổ bộ đường không.