Подданные империи Сун использовали артиллерию в виде стационарных арбалетов, в которых до трех арбалетных рогов совмещалось в один. Монголы приняли эту идею и стали устанавливать подобные арбалеты на деревянных лафетах, но эти орудия были настолько тяжелы, что их перемещали с огромным трудом. Их взводили несколько человек, вращая колесо. Тройной арбалет обслуживало не менее ста человек. Эффективная дальность стрельбы достигала 200 м.
Интерес представляют снаряды, наполненные порохом или зажигательными материалами. В 1232 г. Читань, защищавший от монголов город Лоян, применил метаемые катапультой «громовые бомбы». Это был железный сосуд, наполненный порохом, фитиль которого воспламенялся при запуске. При взрыве снаряд издавал сильный грохот. Известна картина из «Свитка о монгольском вторжении», изображающая взрыв гранаты перед всадником.
Во время осады Багдада в 1258 г. монголы использовали в качестве снарядов к катапультам зажигательные стрелы и горшки с нефтью. Вероятно, «нефтяные горшки» содержали «греческий огонь»: смесь нефти и негашеной извести. В империи Сун было известно несколько типов зажигательных материалов, в том числе промасленная пенька и хлопок. К 1273 г. были найдены средства для борьбы с зажигательным оружием. Крыши строений стали обкладывать десятисантиметровым слоем рисовой соломы и обмазывать глиной. Ядовитые газы впервые применили в XI в. «Ядовитая дымовая бомба» представляла собой снаряд массой 2 кг. Ее заполняли серой, селитрой, аконитом, маслом, угольным порошком, смолой и воском.
Монгольские воины в доспехах. Миниатюра из «Всемирной истории» Рашид-ад-дина. (Из библиотеки Эдинбургского университета)
Успех монгольских осадных работ объяснялся не только богатым арсеналом и размером осадных орудий, по и безжалостной эксплуатацией многочисленных пленных. При осаде Нишапура в 1221 г. на стенах крепости было установлено 3000 тяжелых дротикометов и 500 тяжелых катапульт. Тогда монголы согнали под городские стены множество пленных, захваченных в соседних городах, и заставили их проводить осадные работы под обстрелом. Было установлено около 3000 «баллист» (вероятно, тяжелых арбалетов) и 3700 катапульт, метавших камни и сосуды с нефтью. Кроме того, пленные изготовили 4000 осадных лестниц, а также доставили с соседних гор 2500 вьюков камней. Когда монголы двинулись на приступ, они гнали впереди пленных, используя их как живой щит. Подобную тактику монголы часто применяли при штурме укреплений, а иногда использовали и в открытом бою.
Несмотря на использование китайских и мусульманских мастеров осадного дела, для монголов столь малоподвижное занятие, как осада, было делом неприятным. По возможности они блокировали город небольшим отрядом, надеясь разбить основные силы противника в открытом бою и сломить тем самым боевой дух защитников. Вероятно, зверства, которые монголы чинили в городах после захвата, во многом объясняются их негативным отношением к осаде. Чувствуя это, иногда города сразу открывали ворота, надеясь избежать гнева монголов.