La cartouche est constituée d'un boîtier, appelé étui à cartouches, autrefois construit en carton ou en métal, aujourd'hui presque exclusivement en plastique.
À l'intérieur, il abrite la poudre à canon, un dispositif d'allumage et une balle ou, en cas de tir, plusieurs balles. Initialement, les fusils étaient chargés par la bouche avec une série de manœuvres qui limitaient leur fonctionnalité. En fait, un peu d'humidité ou un souffle de vent suffisait à rendre inutile l'étincelle qui aurait dû enflammer la poussière.
La découverte de la fulminate de mercure a surmonté l'inconvénient : le composé chimique était enfermé dans une enveloppe placée au-dessus d'une broche creuse et en communication avec la charge.
En 1836, l'Allemand Nicholas Dreyse fabriqua un fusil à chargement par la culasse qui combinait poudre et amorce. Mais le vrai succès fut obtenu par Lefaucheux, inventeur, en 1850, du système qui porte encore aujourd'hui son nom.
Le fulminant était placé à l'intérieur de la cartouche et une "épingle" qui faisait office de percuteur, lorsqu'elle était frappée par le chien, enflammait la capsule puis faisait exploser la poudre. Les cartouches présentaient cependant certains inconvénients, notamment le fait qu'elles pouvaient éclater en tombant. Dix ans plus tard, l'armurier anglais Lancaster place le percuteur dans la bascule puis le retire de la cartouche et le fulminant vient se caler au centre du fond du boîtier. La naissance du fusil moderne avait commencé.
Les premières douilles ont été construites avec six couches de papier roulé et collé le plastique est actuellement utilisé mais il y a un retour au carton justement parce qu'il s'élimine facilement. Cependant, il fait son chemin dans le chasseur - et certaines lois régionales l'exigent - pour ne pas jeter les obus tirés mais les conserver jusqu'à la fin de la journée de chasse.
Un côté de la cartouche est fermé par un fond de boîtier qui est généralement en métal et rend la cartouche elle-même plus solide. Dans les cas particulièrement précieux, il y a au fond un revêtement en aluminium qui évite la compression de la poussière. Le fond interne est appelé encoche ou buscione (du français bouchon, capuchon) et peut être conique, semi-conique ou plat lorsque les poudres sont volumineuses.
Au centre du fond se trouve un trou qui abrite le dispositif d'allumage aussi appelé amorce ou capsule qui contient une substance qui s'enflamme si on l'écrase A l'intérieur du capuchon une enclume qui fait office de percuteur Les amorces sont de trois types : à double force et communs, couverts ou découvert.
Les poudres sont divisées en deux catégories : les doubles bases, c'est-à-dire la nitrocellulose gélatinisée à la nitroglycérine, et la nitrocellulose. Selon la forme, cependant, ils peuvent être feuilletés, étirés ou granuleux. Basés sur les caractéristiques balistiques, ils sont divisés en animés, semi-progressifs, progressifs et super-progressifs. Enfin, il existe des poudres denses, semi-denses et volumineuses.