秦朝是中国历史上第一个统一的中央集权的封建国家。其军事制度是在战国时期秦国商鞅变法的基础上形成和发展起来的。
秦王朝的军队，置于皇帝的严格控制之下，负责全国军事行政的官吏为太尉，战时随时任命将军统兵，秦有上将军和前后、左、右诸将军。军队可分为京师兵、地方兵和边兵三部分。京师兵主要由郎官、卫士和守卫京师的屯兵组成。郎官由郎中令统领，卫士由卫尉统领，负责宫廷内外的警卫。负责守卫京城的屯兵由中尉统领。
地方兵置于郡、县，一般由郡、县尉（亦称都尉）协助郡守或县令统率，平时维持地方治安，战时听中央调遣。征调地方兵，需以皇帝虎符为凭。边兵主要负责边郡戍守，由边郡郡守统领，下辖都尉和部都尉。
统一后的秦代军队，仍然分为有轻车（车兵）、材官（步兵）、骑士（骑兵）、楼船（水兵）四个基本兵种。大抵平原诸郡多编练骑土、轻车，山地诸郡多编练材官，沿江、海诸郡多编练楼船。
秦代车兵虽已不是军队的主体，但仍然是战斗编组中不可缺少的一个重要兵种。从秦始皇陵兵马俑出土的情况看，车兵既有单独的编队，也有与步兵相结合的编队，还有与骑兵相结合的编队，并有与步、骑同时相结合的编队。这说明车兵既可以独立使用，又可以同其他兵种配合使用，是车、步、骑联合作战中的重要力量。
车兵主要用于平原地区的作战，进攻时用以冲陷敌阵，打乱敌军的战斗队形；防御时用战车布为阵垒，阻止或迟滞敌军的冲击；行军时置于前锋和两翼，有利于保障部队的安全。
战车皆为木制、单辕，驾四马——两掺两服。车上有甲士三人，御手居中，车左居左，车右居右，一律着金属铠甲。御手因以双手驾御车马，目标明显而无还击之力，故防护十分严密，其铠甲的披膊长及手腕，把臂全部罩住，手上有护手甲，颈部有颈甲，腿部缚有胫缴。战车上装备两套柄长为三米的矛、钺和两套弓箭，有的还配有盾和带发射架的弩。战斗时远则以弩箭射击，近则以矛钺格斗。车属徒兵一般为八人，其装备与一般步兵相同，其任务是密切与战车协同，既掩护战车的安全，又利于在战车的掩护下扩大战果。
步兵是秦代军队构成中的主体。秦始皇陵出土的绝大部分武士俑都是步兵俑。步兵灵活性大，能适应各种地形、天候和战斗形式，尤其利于在险阻复杂环境下行动，因而其区分和装备都较其他兵种复杂，使用也较其他兵种广泛。
其主要区分有重装步兵和轻装步兵两种。重装步兵多数身穿金属铠甲，手持戈、矛、钺、铍等长柄兵器，担负着同敌军重兵集团格斗的任务。轻装步兵一般不穿铠甲，持弓、弩等远射武器，配合重装步兵杀伤格斗距离之外的敌军。步兵中百将以上的各级军官，其主要职责是指挥部队作战，安全和自卫甚为重要，所以只穿甲带剑，不持长柄兵器。屯长以下的小吏，既指挥战士作战，又亲自率领战士冲锋格斗，所以既佩剑又持长柄兵器，并和其所率的战士一样，有的穿甲，有的不穿甲。不论进攻、防御或攻城、守险、迂回、包围、伏击、奇袭等各种作战形式中，步兵往往承担主要的作战任务，并最终解决战斗，在值勤、警戒、巡逻等各种勤务中，也往往以步兵为主。
因此，步兵是秦代军队中最主要的兵种，在车、步、骑协同作战中，步兵一般居于主导地位。步兵的弱点是快速性不如骑兵，稳固性不如车兵，与车、骑结合才能如虎添翼。所以秦代军队特别强调以步兵为主的车、步、骑协同作战。
骑兵也是秦代的重要兵种之一。统一前秦军有骑万匹，统一后有较大的发展，在北击匈奴和镇压农民起义的战争中部有较多的骑兵参加。从秦始皇陵兵马俑出土的情况看，秦代的骑兵已经配备有齐全的鞍。战马都经过严格的训练和精选，高皆1．33米以上。骑士个个精强勇悍，一律穿短甲，手持弓箭。当时尚无马镫的出现。
由于没有马镫，骑士两脚悬空，没有着力点，很不利于马上格斗。加之用于斩劈的厚背长刀在当时也没有出现，不论使用长柄击刺性兵器矛、戈、戟或短柄的剑，从马上对敌步兵冲杀都很不便。因此，骑兵的技术、战术发挥受一定影响，主要是发挥其快速机动、突然猛烈、远距离射杀敌步兵集团的优势。这些情况表明，秦代的骑兵和战国时的骑兵一样，尚处于发展的初级阶段。但其地位和作用日趋重要。
在秦始皇陵兵马俑中，骑兵既有独立的编队，也有与其他兵种的混合编队，是构成秦代军队的重要兵种之一，在车、步、骑协同作战中具有重要的地位。尤其在平原旷野和一般丘陵山地中作战，骑兵更是一支强大的机动力量。
水军也称楼船士，是秦代武装力量的组成部分，其数量仅次于步兵，远远超过车兵和骑兵。统一前秦的水军主要建于巴蜀地区，统一后广建于江南各地，因而规模十分宏大。水军的战船主要区分为大型的楼船和轻捷的艨艟、斗舰等两类，以利水上作战时大、小部队及轻、重战舰之间互相配合。水军的武器装备齐全，除水战特用的钩拒等武器外，凡陆地上作战使用的弓弩、长短兵器、火攻用具等无不皆备。
水上战斗时远则以矢弩交射；近则以钩拒、五兵进行攻守格斗，实施猛烈的冲角战和船舷战；一旦有机可乘，便施以火攻。水军不仅仅担负水上作战的任务，它实际上是江南水泽地域的综合性兵种，除水上战斗外，登岸野战、攻城守险等无所不能，战于水上则相当于车、骑，战于陆上则相当于步兵。例如，南平百越时动员楼船士五十万，既完成了水上作战任务，也完成了陆上作战任务，对开拓和统一岭南广大地区发挥了重大的作用。
秦始皇第五次出巡天下时，曾一度在水军的护卫下，长途航行于海上，并亲手以连弩射杀巨鱼。这说明秦代的水军已经具有海上作战的能力，有效地控制着东部沿海的海防。
秦代军队的平时编制，大体和统一前的秦军相同。由于历史资制的不足，具体编制情况很难做出准确无误的判断。
一般说来，步兵的编制分为六级，即：五人为伍，设伍长一人；二伍为什，设什长一人；五什为屯，设屯长一人；二屯为百，设百将一人；五百人，设五百主一人；一千人，设二五百主一人。其中，二五百主也称千人，已属中级军官。骑兵的编制，以秦始皇陵出土的兵马俑情况看，很可能是四骑一组，三组一列，九列一百零八骑为一队，并能属战车六乘。这和《六韬·均兵》篇所说五骑一长，十骑一吏，百骑一率，二百骑一将的编制，大致相近，但有所不同。车兵的编制，从秦始皇陵出土的兵马俑情况看，没有步兵配合时，每八乘为一偏（即一行），二偏十六乘为一组，四组六十四乘为一队。这和《六韬·均兵》篇所说五车一长，十车一吏，五十车一率，百车一将的编制，也是颇为接近的，但有所不同。当有步兵配属时，则以兵车一乘、甲士三人，步卒八人为一个基层单位，六乘为一组，十八乘加指挥车一乘为一队。这和春秋时每乘兵车步年多至七十二人的编制大不相同，其原因就在于兵种的发展和车、步的分离。