清代的军队名目繁多，恐怕很多人只记得八旗、绿营、湘军、淮军这些大家熟知的体系。然而，到了清朝后期，军制呈现出更加多样化的格局，各类防军、练军、新军以及海军逐渐出现，与清中期之前的军队有了显著不同。

防军与练军是这一时期的重要组成。清中期以前，国家编制内的军队主要是八旗与绿营。战时，朝廷会从内地招募勇营，战事结束便遣散。到了咸丰年间，为镇压太平天国等大规模叛乱，朝廷大量募勇，如湘勇、淮勇，也称湘军、淮军，还有楚军。这些军队以营为基本单位，由营官统率，营以下分为哨、队两级。营以上则由统领掌管，若干营组成一个统领辖区，再由统帅统率若干统领。军队组建遵循自上而下的招募制度：统帅挑选统领，统领挑选营官，营官挑选哨官，哨官挑选什长，什长挑选勇丁，从勇丁到统帅层层负责，形成一种上下贯通、紧密协作的关系。

由于官兵待遇远优于绿营，且配备新式枪炮，这些军队的战斗力明显高于传统八旗和绿营。在平定太平天国、捻军等战事中，湘军、淮军、楚军的表现尤为突出。战事结束后，部分军队裁撤，但仍有一定数量的湘、淮、楚军留驻各省险要地带，继续由国家发给兵饷，这些留防部队便称为防军。防军虽然纳入国家体系，但编制仍沿用旧制，地域性较强，其中李鸿章的淮军最为突出，后有部分兵力被整编为北洋海军。同治年间，清廷开始从绿营中挑选部分营兵及经制兵勇丁，仿效湘淮军编制，并配备西式枪炮，采用西洋训练方法，这类部队被称为练军。练军最初设于直隶，随后推广至全国各省，肩负重镇屯防任务，因此练军本质上也是防军。

随着练军不断强化，绿营兵逐渐被裁汰，各省卫戍重任几乎完全由防军和练军承担。光绪二十年以后，清廷又仿照西方制度，创设新式陆军，如定武军、自强军等。至光绪二十四年，全国各省的军力总计已超过三十六万人。光绪三十一年后，防军、练军等按照新军制度改编为巡防队，新军作为新式陆军也在迅速发展，巡防队与新军逐渐形成清末陆军的两大支柱体系。

新军始于光绪二十年天津小站编练的定武军，装备西方新式武器，采用西式训练方法。次年，由袁世凯接办，改称新建陆军；南方由张之洞所办，则称自强军。光绪二十七年后，全国各省相继编练新军。中央设立练兵处，并命各省设督练公所，由总督、巡抚或驻防将军、都统兼任督办，下设各类科局处理事务，军事参议官协助督办官员履行管理职责。当时计划在全国编练三十六镇，每镇约一万二千余人，设步、马、炮、工、辎重等兵种，但直到宣统三年，这一计划仍未完全实现。新军中下级武官多选自武备学堂毕业生及军事留学生，他们思想较为先进，后来成为武昌起义和各省光复的重要力量。

海军建设则是鸦片战争后清廷反复强调的重点。光绪元年，清廷任命两江总督兼南洋大臣与直隶总督督办南北洋海防，派遣留学生赴英、法学习海军技术，建立海军学堂培养人才，同时购置并建造军舰，逐步编练南洋、北洋海军。光绪十年，南洋海军拥有大小舰船二十六艘，布防于广东、福建、浙江、江苏沿海港口。北洋海军自光绪六年后在天津设立海军营务处，建立北洋水师学堂，兴建威海卫、旅顺军港，至光绪十四年，北洋舰队配备兵舰二十五艘，其中包括铁甲舰，这一点是南洋海军所不及的。北洋海军提督为总统领，驻威海卫。中法战争期间，南洋海军的福建水师在马尾港遭遇重创。光绪十一年，清廷专设海军衙门以统筹海防建设，随后北洋海军扩建。然而在甲午战争中，北洋海军遭受毁灭性打击，海军衙门随之裁撤。光绪二十二年，清廷下令重建北洋海军，数年后初具规模。 光绪三十二年，清廷设立海军部，设海军大臣、副大臣，总揽全国海军事务，将各处舰队整编为巡洋舰队和长江舰队两大系统。至宣统三年，全国海军共拥有大小战舰五十五艘，包括巡洋舰、炮舰、水雷炮舰和鱼雷艇等舰种，标志着清末海军建设已初具现代化体系。