元末農民大起義推翻了元朝的統治，朱元璋(公元1328—1398年)在此基礎上重建了漢族的封建政權，於1368年在南京建立明朝。明成祖(公元1402—1424年在位)時遷都北京。1644年，李自成領導的農民起義軍攻佔北京，明朝滅亡。
明朝建立後，明太祖朱元璋仿照宋元的樞密院制度，在中央設大都督府作為最高軍事機構。洪武十三年(公元1380年)，朱元璋在廢丞相制、升格六部的同時，又把大都督府分為左、右、前、後、中五軍都督府，每府設左右都督和都督同知各一人，都督僉事若干人。五軍都督府的主要職責是分領在京各衛所和在外各都指揮使司(簡稱都司)衛軍。各都督府互不相屬，都只與兵部聯繫。五軍都督府與兵部分掌兵權。「兵部有出兵之令，而無統兵之權；五軍有統兵之權，而無出兵之令。」(《春明夢余錄·兵部》)兩個機構互相牽制，便於皇帝操縱和控制。到明朝中後期，兵部尚書或侍郎有時可直接掌握京營訓練，五軍都督府漸成虛設。
明朝地方軍事長官，最初是都指揮使。如有征戰，則由中央派都督府官或公、侯、伯為總兵官，事畢還任。後來因邊境多事，原來臨時派遣的總兵官遂留下鎮守，成為定設官員。內地的軍事要地也逐漸設總兵官鎮守，都指揮使成為總兵官的下屬。明中葉以後，為加強對武將的控制，又派文臣到各總兵官處整理文書，參與機要。明初即開始設置的巡撫、總督兩職逐漸成為常設官員。巡撫是地方最高行政長官，但往往加有提督軍務或贊理軍務、參贊軍務的名義。總督更擁有「總督文武，自總兵、巡撫而下皆聽其節制」(《明通鑒》卷三二)的大權，成為地方最高軍事政治長官。
明朝軍隊的編製是衛所制。明朝的軍衛法規定，一郡設所，連郡設衛。大抵以5600人為一衛，1120人為一千戶所，112人為一百戶所，50人為一總旗，10人為一小旗。一衛轄五個千戶所，一個千戶所轄10個百戶所，一個百戶所轄兩個總旗，每個總旗設五個小旗。全國軍隊均按此編製編入衛所，由小旗、總旗、百戶、千戶、衛指揮使逐級率領。
衛所軍的最早來源，有跟隨朱元璋建國的從徵兵，有元朝及各割據勢力的歸附兵，有由罪徒組成的「恩軍」，還有從平民中徵調的「垛集軍」。所謂「垛集」，是以三戶民戶為一垛集單位、一戶為正戶，出一丁充軍役，另兩戶為貼戶。正軍死，由貼戶丁補。
明朝的兵役制度，前期以世兵製為主，後期以募兵製為主。
為保證衛所的穩定兵員，明朝繼承了元朝的軍戶制度，規定衛所軍士和武官全部世襲。軍戶由都督府管轄，享受免除一丁差徭的優待。若軍戶逃亡或全家死絕，由政府派員到其原籍勾取親族或貼戶頂替，稱為「勾軍」或「清軍」。由於軍戶和士兵的生活非常困難，特別是士兵的衣食都無法保障，因而常有士兵逃亡，自明中葉起，逃亡士兵日漸增多，導致世兵制逐漸走向崩潰。於是，明政府不得不實行募兵制。
募兵曾是朱元璋起兵時擴充軍隊的一個重要手段。明初也斷斷續續採用過，但規模不大，而且沒有成為徵集兵員的一種制度。明景泰年間，由於邊境形勢緊張，募兵開始實行。
募來的士兵不入軍籍，不世襲，也不必終身服役，人身依附關係較衛所兵弱，待遇也比衛所兵高。一人應募，可以養活一家。
募兵以營為單位編組訓練，由具體負責招募的將領統帥出征，兵將之間都比較了解，因此戰鬥力比衛所兵強得多。這樣，募來的兵逐漸成為軍隊的主力，承擔主要作戰任務。著名的戚家軍、俞家軍都是招募來的，在抗倭戰爭中建立了卓著功勛。而衛所軍則只負責守備和屯駐。
京軍是駐守京師的部隊，主要成分是京營。據《明史》記載，洪武年間，京營有48衛，20多萬人。遷都北京後，京營擴大到72衛。同時，還建立了五軍營、三千營以及世界上最早專習槍炮的火器部隊——神機營。五軍營、三千營和神機營總稱京軍三大營，由皇帝派內臣提督各營。平時，五軍營練習營陣，三千營負責巡邏，神機營專掌火器，戰時則隨駕親征。
京軍中除京營外，還有兩支親軍。一支是侍衛上直軍，洪武時有錦衣、旗衣、旗手、金吾、府軍、虎賁等12衛，後增至22衛，職責是侍衛皇帝，由親軍指揮使司管轄。另一支是宣德八年(公元1433年)建立的騰驤、武驤、左右衛等四衛軍，隸屬御馬監。
明代京營制度，後來經過多次改革。正統十八年(公元1449年)土木之變，明軍50萬人被瓦剌軍全部殲滅，京營精銳喪失殆盡。明英宗朱祁鎮被蒙古瓦剌部俘虜，北京危在旦夕。當時任兵部尚書的于謙指揮明軍，取得了北京保衛戰的勝利。戰後，于謙建議朝廷進行改革。于謙認為三大營各有總兵官，互不統轄，號令不一，影響了軍隊的戰鬥力，因此必須改革。景泰二年(公元1451年)，從三大營中選出精壯軍士10萬人，分五營團練。第二年，又增選五萬人，分10營團練，每營1.5萬人。10營設總兵官一人，受兵部尚書節制。未編入團營的軍士仍留在三大營訓練，稱為「老家」或「老營」。通過改革，京軍有了統一指揮，戰鬥力也有所提高。但是景泰八年(公元1457年)，被瓦剌部放回的英宗復辟，于謙被英宗殺害，團營也被取消。成化年間(公元1465—1487年)，團營又被恢複，選精壯軍士14萬，分營團練，稱為「選鋒」，余軍仍稱「老家」。嘉靖年間，又恢複三大營建制，只將三千營改稱神樞營，設總督京營戎政(武臣)和協理京營戎政(文臣)統轄。
明朝的地方軍包括在京外的衛所軍、邊兵和民兵。衛所軍配置於各軍事重鎮。邊兵是防禦北方蒙古騎兵的戍守部隊，配置於東起鴨綠江、西至嘉峪關的九個軍鎮，這九個軍鎮史稱「九邊」 。民兵是軍籍之外，由官府僉點，用以維持地方治安的武裝，內地稱民壯、義勇或鄉兵、機兵、快手，西北邊地稱土兵。西南少數民族地區的苗兵、狼兵等土司兵，由不同行業和階層組建的礦兵、鹽兵、僧兵(少林兵、五台兵)等，也屬地方軍。遇有戰爭，地方軍常應召出征，戰爭結束後仍回原地。
為解決軍隊的糧餉，明代繼承了前代廣泛實行過的屯田制。
屯田分軍屯和商屯兩種。軍屯始於明初。明朝建立不久，朱元璋即下令軍士屯田自給，要求衛所軍卒，一部分負責戍守，一部分從事屯墾。屯守士兵的比例因地區和土地肥瘠程度而異，前後數經變化。洪武十八年(公元1385年)規定，「凡衛所衝要都會及王府護衛，軍士以十之五屯田，余衛所以十之四」(《明太祖實錄》卷一九四)。洪武二十五年又規定，全國衛所以7/10屯種，3/10守城。後來逐漸形成邊地三分守城，七分屯種，內地二分守城，八分屯種的定製。每軍卒給田15畝到50畝。國家發給農具、耕牛和種子，屯田軍卒則要向國家繳納稅糧，叫作「屯田籽粒」。稅糧的數量開始是每畝交一斗，明成祖時定為一斗二升。明初各衛所屯田總數達89萬餘頃，永樂元年(公元1403年)國家得屯田籽粒2345萬餘石，而當年官民田稅糧是3129萬石，總計全國稅糧5475萬餘石，屯田籽粒佔總稅糧的43%，可見明初軍屯收效之大。
商屯是商人在邊地僱人屯田。明朝政府為解決邊防線上的軍糧供應，規定商人把糧食運到邊防的糧倉，根據路途遠近，運送數量自五石至一萬石不等。商人納完定量糧食，便可從政府那裡換取一小引(200斤)的鹽引(買賣憑證)，販鹽獲利，稱為「開中法」。鹽商為了更多地獲利，就僱人在邊地就近屯田，將屯田所得納倉換得鹽引。於是，商屯發達起來。
但是到宣德(公元1426—1435年)以後，由於官僚地主肆意侵佔屯田，衛所軍官壓迫和剝削士卒，軍屯逐漸被破壞。又因為明中葉以後，商品經濟發展，明政府在弘治五年(公元1492年)下令商人納銀代粟，鹽商不必再到邊境募民屯田，所以商屯也逐漸廢弛。
屯田的廢弛，直接導致了軍糧的欠缺。為了支付巨額的軍費開支，明朝政府只得增加田賦，名為「加派」。從萬曆(公元1573—1620年)末年到崇禎十二年(公元1639年)，以遼餉、剿餉、練餉為名的幾項加派，一共增賦1695萬兩。沉重的剝削，使廣大農民無法生存下去，於是農民只得鋌而走險，發動起義，明朝最後就是在農民大起義的打擊下滅亡的。
明朝建立之初邊患頻仍。前期和中期，主要是防禦蒙古貴族的南侵，後期則是對付東北女真族的進攻，所以明朝邊防布局和設施前後期不完全相同。
朱元璋推翻元朝統治後，蒙古貴族退往蒙古高原，但企圖恢複蒙古貴族對中國統治的活動始終沒有停止。為抵禦蒙古的侵擾，明建國伊始即把邊防重點放在北方，修築和加固東起鴨綠江、西至嘉峪關的長城，並在沿長城一線建立起遼東、宣府、大同、延綏(後遷榆林)