In der Patronenhülse sind die Komponenten einer Patrone untergebracht: Im Hülsenboden steckt das Zündhütchen, die Hülse selbst nimmt das Treibladungspulver auf. Das Geschoss wird in den Hülsenmund eingesetzt. Hülsen zum Wiederladen sind in der Regel aus Messing, können aber auch aus Nickel sein. Stahlhülsen eignen sich nicht zum Wiederladen.

Es wird unterschieden zwischen Hülsen mit Boxerzündung und Hülsen mit Berdanzündung:

Die gängigere und in der Regel für den Wiederlader die bessere Variante sind die Hülsen mit Boxerzündung. Hier sitzt der Amboss (Wiederlager für den Schlagbolzen) im Zündhütchen. Der Zündfunke entzündet das Pulver durch das mittig sitzende Zündloch. Bei einer abgeschossenen Hülse kann dadurch das Zündhütchen schnell und einfach mit dem Ausstoßer der Matrize ausgestoßen werden.

Bei der Berdanhülse sitzt der Amboss in der Hülse. Die beiden kleinen Zündlöcher sind links und rechts vom Amboss angebracht. Diese Technik kommt aus der Militärentwicklung. Der Gedanke hierbei war, wenn ein Zündloch verstopft ist, funktioniert das Zünden noch über das andere Zündloch. Diese Variante lässt sich nicht mit dem herkömmlichen Ausstoßer der Matrize entzündern. Das Ausstoßen der abgeschossenen Berdanzündung muss mit einer speziellen Berdanzange oder hydraulisch (mit Hilfe von Wasserdruck) durchgeführt werden, was sich wesentlich komplizierter erweist.

Wie oft man abgeschossene Patronenhülsen wiederladen kann, hängt von einer Reihe von Faktoren ab: Eine Rolle spielt neben dem Hülsenmaterial und der Hülsenqualität auch das Kaliber: Rasante Kaliber mit hohem Gasdruck belasten die Hülse wesentlich stärker als eher moderate Kaliber.

Von großem Einfluss sind auch Form und Zustand des Patronenlagers. Weist dieses infolge hoher Fertigungstoleranzen oder durch Verschleiß oder mangelhafte Pflege keine exakte Maßhaltigkeit mehr auf, so wird die Hülse beim Lidern übermäßig stark beansprucht. Entsprechend stark schwankt die Anzahl möglicher Wiederlade-Vorgänge: In extremen Fällen können zwei bis drei Mal schon zuviel sein, andere Wiederlader können ihre Hülsen mehr als zehn Mal wiederladen.

Auf jeden Fall sollte die Anzahl der Wiederladungen pro Hülse auf der Patronenbox vermerkt werden. Darüber hinaus ist es unerlässlich, die Hülsen vor jedem Wiederlade-Vorgang akribisch auf etwaige Ermüdungserscheinungen zu untersuchen.

Eine Patronenhülse muss etliche Anforderungen erfüllen: Sie nimmt nicht nur Pulver, Zündhütchen und Geschoss, sondern muss durch Ausdehnung beim Schuss, das sogenannte Lidern, die Abdichtung des Patronenlagers gewährleisten, so dass die Pulvergase nur durch den Lauf entweichen können.

Das Material der Patronenhülse muss dem hohen Druck standhalten, zugleich aber elastisch genug sein, damit die Hülse nach dem Schuss aus dem Patronenlager entnommen bzw. ausgeworfen werden kann.

Militärische Patronenhülsen aus Stahl sind zwar billiger, dafür aber rostanfällig, weshalb sie mit speziellen Lacken geschützt werden müssen. Auch Aluminium stellt wegen der Korrosionsgefahr ein problematisches Hülsenmaterial dar. Messing bietet hinsichtlich seiner Materialeigenschaften insgesamt den besten Kompromiss.

Crimpen bedeutet beim Wiederladen, dass das Geschoss durch eine plastische Verformung des Hülsenmundes mit der Patronenhülse verbunden wird. Durch den dadurch erhöhten Ausziehwiderstand des Geschosses erhöht sich der Gasdruck der Patrone, was sich förderlich auf die Präzision auswirken kann. Crimpen ist bei vielen Kurzwaffenpatronen unerlässlich.

Es gibt verschiedene Crimp-Techniken: Beim Friction Crimp wird der Hülsenmund formschlüssig an das Geschoss angepresst, was die Reibung (engl.: friction) zwischen Geschoss und Hülsenmund erhöht und für einen sicheren und festen Sitz des Geschosses in der Hülse sorgt. Beim Taper Crimp wird der obere Rand des Hülsenmunds so nach innen weisend verformt, dass er das Geschoss festhält. Beim Roll Crimp wird die Hülse in eine ringförmig im Geschoss angebrachte Vertiefung, die Crimprille gepresst.