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“（秦军）闻战，顿足徒裼，犯白刃，蹈炉炭，断死於前者，皆是也。”
——《韩非子·初见秦》
“秦人捐甲徒裼以趋敌，左挈人头，右挟生虏。”
——《史记·张仪列传》
“齐之技击不可以遇魏之武卒，魏之武卒不可以遇秦之锐士。”
——《荀子·议兵》
秦军的发展水平大致分为三个阶段：
商鞅变法前，由于特殊的地理环境和政治环境，造就了秦特殊的尚武精神。为了生存，秦人不得不与戎狄进行了数百年的争夺和搏杀。在与西戎的血泪融合中“杂戎狄之俗”，不断总结经验，步、骑、车三个兵种基本成型。
商鞅变法之后，商鞅专门针对秦人尚武却勇于私斗的民族特性，建立了极其严格近乎苛刻的连坐制度和奖励制度。“（令）有军功者，各以率受上爵；为私斗者，各以轻重被刑大小”，杀敌者重赏，私斗者重罚。同时强力确保法令的推行。这一举措获得了极好的效果，这一时期秦国的步兵、骑兵和水兵得到了长足的发展和蜕变。
统一后的秦军则通过对战国时代战争的总结，形成了较为成熟的军队管理制度和理念。首先，“不攻无过之城，不杀无罪之人”；其次，在军队的治理上，秦国将领更看重“以法治军”的重要，从军队的管理、教育、训练和作战各个方面保证“制必先定”、“以法治军”。
经过这三个阶段的发展，秦国最终形成了各有特色、趋于完备的以步兵、车兵、骑兵、水兵四个兵种为基础的系统化的国家军队。
战车部队是春秋时期中原大多数国家军队中的主力兵种。当时一个国家拥有战车数量的多少，往往被用作衡量其实力强弱的主要标准。战车一“乘”则意味着五十至一百个徒兵，因此一些被称为“千乘之国”的国家实质上是拥有五万至十万人左右的有效兵力。
进入战国时期之后，虽然步兵的重新崛起，使得限制条件众多、不够机动灵活、重创之后无法快速恢复的车兵在军队中的位置结构相对降低而不再成为核心，但是车兵仍然在战争中占有一定地位。首先，对一个国家军力的衡量标志，依旧基本采用“车千乘”、“车六百乘”这类语句；其次，战车也是当时军团排兵布阵中不可缺少的一环。而《楚辞·九歌·国殇》中也有对战国时期车战惊心动魄的描写：“盾牌手里拿，身披犀牛甲。敌我车轮两交错，刀剑相砍杀。”
在秦国，车兵的主要作用也从最早的战争核心变为辅助步骑大军进行平原地区作战。进攻时用以冲陷敌阵，打乱敌军的战斗队形；防御时将战车布为阵垒，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；在以步兵为主的军阵中，战车则主要配合步兵完成阵地布置和辅助防守。
步兵是秦国军队构成中的主体，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。尤其是在战国“兵以诈立”、“兵不厌诈”的大背景之下，灵活多变的步兵越来越受到战国的青睐。《史记》和《战国策》等古籍常见的“（秦有）战车万乘，奋击百万”、“虎贲之士百馀万，车千乘，骑万匹”等记载，也侧面反映了这个事实。
进入战国，随着商鞅变法的进行，秦国大力推行郡县普遍征兵制。这使得大量庶民涌入军队，加之以秦剑和秦弩为代表的成熟的青铜兵器冶炼技术与先进的兵器制造技术的催化，以弩兵和精锐兵团为特色的步兵军团越发呈加速发展态势并被大规模组建。历史记载：“齐有技击，魏有武卒，秦有锐士。”可见秦在精锐步兵选编方面的要求十分严苛。以曾威震天下、将秦国压迫于一隅的魏国武卒为例：“魏之武卒以度取之，衣三属之甲，操十二石之弩，负矢五十，置戈其上，冠胄带剑，赢三日之粮，日中而趋百里。”也就是说，披三层盔甲，荷戈带剑，拿着十二石的弓弩，负矢囊内装弩箭五十支，携三日口粮，半天能走一百里者，方能入选。
在编制方面，秦五人为伍，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。
骑兵也是秦国的重要兵种之一。秦人养马起家，不仅出了造父那样的非凡御手，还因养马为周立功。据《史记》记载：“非子居犬丘，好马及畜，善养息之。犬丘人言之周孝王，孝王召使主马于汧渭之间，马大蕃息。”加之地处西陲，在与戎狄的长期融合过程中，更是在戎狄骑兵的基础上加以中原先进的弓弩和训练技术编练骑兵。因此，早在春秋时期，秦国就组建了战斗力强大的骑兵军团。《韩非子·十过篇》也有记载：“（秦以）革车五百乘，畴骑二千，步卒五万，辅重耳入之于晋，立为晋君。”
秦骑士个个精强勇悍，一律穿短甲，以持弓弩为主，兼有少量持戈或短剑者。不仅是人，秦对军马考核也极为严格，凡上交车骑部队的军马，均须身高“五尺八寸以上”，奔驰羁系要得心应手，驮乘跋涉要有耐力，否则主管官吏会被视为训练调教不力，要受处罚。而且在军马考核中，成绩落后，主管官吏也要受罚，甚至革职。秦俑坑出土的鞍马，高度正好一米三三以上，则从侧面反映了秦军对军马选择的严格。
秦骑兵的编制，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。
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。虽说水军在战国时期仅为辅助，但其规模、潜力和发展趋势不可小觑。
巴蜀特殊的地理环境使其有机会发展舟师水军。据记载，早在公元前五世纪，蜀王就建造“鹦鹉舟”航行于江上。秦纳巴蜀之后，以巴蜀为基地，大兴水师，规模十分宏大。史料记载“秦为太白船万艘”，“司马错率巴蜀众十万，大舶船万艘，米六百万斛，浮江伐楚”，“（秦）舫船载卒，一舫载五十人，与三月之粮，下水而浮，一日行三百余里”。其规模可见一斑。
在统一战争中，尤其是对楚国和百越的战争中，秦水师也起到了至关重要的作用。史料记载，百越地区路途偏远，道阻且长。秦人正是在创造性地连通珠江水系和漓江水系之后，又巧妙地运用“万艘”兵船将兵员、粮食等一应器械运达百越，最终将其纳入华夏版图。
水军战船主要分为大型楼船和轻捷艨艟、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。在战斗方式方面，战国时期水军主要采用“钩拒之法，远则钩之，近则拒之”。当敌军处于劣势时，“钩”能把敌军的船钩住，不让它逃跑；当敌军处于优势时，“拒”能抵挡住敌军的船只，不让它追击。再配以强弓劲弩，秦水师声威大盛。