三国时期的军制，对汉制有所继承和发展。由于各国立国条件不同，所处的地理环境各异，因而三国的军制，也各具特色。
曹魏的军制
三国为分裂割据时期，战争频仍，因而各政权的当权者都非常重视军队，其中尤以曹操为甚，他一生始终牢牢地掌握着军权。当时的封建统治者都清楚，掌握着军权是事业成功的关键。所以三国军队的最高统帅权，总是随着执掌实权人物的职位的变化而游动。建安年间，曹操曾先后任汉献帝的大将军、丞相、魏王等职。他所建的大将军幕府、相府和王府，被后世称为“霸府”，实际上是个变相的朝廷，既管民政和财政，也管军事，是军事的最高统帅机构。霸府中设有一整套官僚机构，分掌军、民、财政。如曹操为大将军时，幕府设领军、护军各一人，为曹操的最高军事助理，平时辅佐曹操，参与军事机密与决策；战时可以代表曹操外出统帅或监护一个方面的军队。曹操任丞相后，权力更为集中，相府的编制也更加庞大，除分曹办事机构基本不变外，又增加了一大批军事指挥、管理和参谋人员：领军、护军改为中领军和中护军，为军事指挥和管理人员；军师祭酒，为军事参谋长，其中有不少参谋人员；左右司马也主军务。建安二十五年（220）曹丕代汉，原来的霸府，转化为国家的政府，皇帝成了国家元首和最高军事统帅。为防止大权旁落，曹丕废掉了丞相一职，将行政权力移交尚书、中书掌管，在军事方面，任命宗室大臣为大将军都督中外诸军事，代表皇帝统帅全国的军队。曹魏后期，君权旁落，“三马”（司马懿、司马师、司马昭）先后执掌魏政。魏元帝景元元年（260）司马昭重演曹操之故伎，置丞相并亲自担任其职。这样，相府又成了另一个变相的朝廷，曹魏王朝的军政大权，又重新转归于相府。
曹魏的军队，分为中央军和地方军两种，中央军又分为中军和外军两部分，统由都督中外诸军事指挥。
中军即屯驻于京师地区的中央直属军，是魏国军队的核心力量，它是由曹操的亲军转化而来。中军主要由武卫、中领、中护、中坚、中垒五营组成，中领军和中护军为五营的正副统帅。五营的分工是：武卫营担负宫廷的警卫，其它各营则负责京师地区的防守。曹魏的五营兵，既是禁卫军，又是全国的战略机动部队，大约5万人，战斗力很强。他们平时屯驻京师，掌宿卫，战时则从征作战，成为战斗中的精锐。此外，原汉代所设的越骑、屯骑、步兵、长水、射声五校尉营，仍然保留，也属中军，但此时力量很弱。
外军也属中央军，以屯驻京师之外而得名。最初，曹操在官渡之战后，取得了幽、冀、青、并四州之地，为了加强控制，遂派遣中央官吏任都督，统率一部分中央军留驻在新区的主要城，镇，这是外军的起源。这些军队，虽驻外地，但仍属中央直接指挥，都督区的范围也经常变动。曹魏建国后，适应着军事斗争的需要，在沿边诸州，普遍建立了军事管辖区，“置都督诸军，东南以备吴、西以备蜀，北以备胡，随其资望轻重而加以征、镇、安、平之号”。这样，在沿边诸州内，便出现了两个权力中心，一为专管民政的刺史；一为专管军事的都督。两者虽有分工，但在战争年代，军权高于一切，都督往往以军干政，侵夺刺史的职权，造成两者之间的矛盾。为协调二者的关系，曹魏遂定二者互兼之制，任命驻军的将领兼任州刺史之职，或给刺史加征、镇、安、平将军之号，使之兼领军事。这便产生了军民两政统于一身的制度。郡一级的政权，也有这种情况，太守每以军功加将军之号，负责统兵。州郡所领的军队，在制度上属于地方军，但仍属中央的都督中外诸军事统一指挥和调遣。三国时期，都督加刺史者，还只是少数，刺史、郡守领兵者，也不多见。自两晋以后，这种集军政于一身的制度日益普遍，但军府与政府两套班子，仍各成体系，分府办公，由都督加刺史、刺史加都督或郡守加将军者统一指挥。这种军政分府办公而又集大权于一身的制度，被后世称为“双轨制”。双轨制建制的出现，大大增强了地方官的权力，他们所统的军队，名为中央军，实际已逐渐变成地方长官的私人武装。这样，双轨制建制，就成了培养军事重臣和地方割据势力的温床。两晋南北朝时期所发生的一系列地方叛乱，以及屡次出现军事重臣执掌国命的现象，都与此有关。
地方军也称州郡兵，为地方武装，属州刺史和郡太守统辖。这些军队，原是在刺史、太守私人部曲的基础上组建而成。后来，曹魏实行给客制，地方官员往往把国家所赐的屯田客变成部曲，再加上从地方上招募的壮勇，使地方军有所发展。双轨制建立后，州郡的官员又把国家拨给的军队（外军）与地方军合二而一，大大加强了地方割据的势力。
曹魏立国中原，地广人众，国力最强，全国兵力，常保持在30万人左右，最多时近50万人。其中以陆军为主，水军为辅，陆军之中，又包括步、骑两个兵种。在官渡之战前，曹操的军队大都是步兵，只有少量的骑兵。但骑兵的优越性，在官渡之战中已显示出来。后来，曹操在灭乌桓、征凉州时，收编了不少善于骑射的少数民族部队，骑兵才有了较大发展。骑兵中的“三郡乌丸（桓）为天下名骑”，战斗力很强。此后，曹魏的骑兵，数量虽不及步兵众多，但已成为在战场上冲锋陷阵和决定胜败的主要力量。吴、蜀两国的骑兵，均不能与之相匹敌。
曹操在统一北方后，为进军江南，始创建水军。建安十三年（208），曹操于邺城玄武池训练水师，占领荆州后，刘表的水军，尽为曹操所有。可惜赤壁战败，舟师荡然无存。翌年，曹操退军至谯，又曾“作轻舟，治水军”，但数量有限。魏国建立后，文帝和明帝均重视水军的建设。魏黄初六年（225），文帝曹丕曾率水陆军10余万征吴，行至广陵，临江观兵，面对滔滔江水，深感水军的不足，只好望江兴叹而返。景初元年（237），明帝为征伐辽东的公孙渊，曾诏北方的幽、冀、青、兖四州“大作海船”，但由于北方的地理条件及人民的习惯限制，魏国的水军力量始终比较薄弱，远不能跟孙吴相比。
汉末战乱不已，人民死亡流散严重，国家的人口锐减。各地的军阀，多以宗族宾客为核心，并招募流亡者，组成私人部曲参加征战，称为“义兵”。曹操的军队，最初就是由此发展而来。后来，随着统治区域的扩大和政权的逐渐稳固，为保证兵源的充足和军队的供应，曹魏的统治者，便以行政的手段，强行将居民分成三部分，各立户籍，分系统管理：一是普通民户，负责农业和手工业生产，隶属于州、郡、县地方政府，承担国家的租调和徭役；二是屯田户，属国家的佃农，负责耕种国家的土地，向国家缴纳分成租，用官牛的官六民四，用私牛的官民对分。自建安六年（196年）开始，在许昌附近招募农民屯田，当年得谷百万斛，收效显著。屯田户归国家的各级农官管理；三是军户，也称士家或兵家，单立户籍，隶属于军事系统。军户为世兵，即职业兵，平时屯田，战时打仗，父死子继，兄终弟及。士家的社会地位极低，当兵又有生命危险，为了防止士卒及将领逃亡或投降敌人，曹魏建立了质任制度，兵将的家属都集中在中央政府所在地作为人质，若将士逃亡，罪及家属。
除世兵外，曹魏还使用招募、强征及收降等办法来扩大兵源。
曹操主张以法治军，制定了严格的军纪、军法，遵纪守法、服从指挥者受奖，怯战、逃亡、投敌或惑乱军心者则严惩不贷。曹操制定的军纪，一直为曹魏的军队所遵行。
蜀汉的军制
刘备在赤壁之战后，占据了荆州的四郡（武陵、长沙、桂阳、零陵，在今湖南省），才有了固定的地盘。后又进军益州，吞并了刘璋，建立起稳固的根据地。黄初二年（221），即曹丕代汉称帝的第二年，刘备也于成都称帝，建元章武，蜀汉王朝成立。蜀汉的军制，有不少特点。
刘备在称帝前，曾以汉献帝的左将军和汉中王等名义行使职权，但实际上他军、政、财权一起抓，在其统治区内，他既是最高的军事统帅，也是政府的首脑。他的将军府或王府，是当时的霸府之一，诸葛亮任军师将军，为霸府的幕僚长，府中设有一整套军政人员，分掌军、民、财政，编制同曹操的霸府相差无几。刘备称汉中王后，关羽、黄忠、马超、张飞分别担任前、后、左、右将军，分统军队驻在中央和地方，担任一个方面军的统帅。
刘备称帝后，在霸府的基础上组建朝廷，刘备为皇帝，是当然的最高军事统帅，诸葛亮任丞相录尚书事，辅佐刘备总理军政事务。国家的军队，也分中军、外军，由各种名号的将军统领。其中，以骠骑、车骑、卫将军的地位最高，监军、护军、领军和都护次之，另设一些杂号将军，用来奖军功，定官阶，有的统兵，有的只是官阶并不统兵。
刘备和诸葛亮死后，后主刘禅无能，国家的军队指挥权遂掌握在大将军手中。为了明确其职权范围，有时在大将军之前加“督中外诸军事”。大将军之下，设监军、督护、护军、领军等官职，分领中外诸军。凡领中央直辖军者，一般在官职前加一“中”字，如中监军，中护军等。凡统军在外者，则加“前”、“后”、“左”、“右”等字，如前监军、左护军等。
蜀汉的中央禁卫军，有左右羽林和虎步营、虎骑营，羽林的长官称都督，虎步、虎骑营的长官称虎步监和虎骑监。禁军的总首领则由皇帝指定的亲信担任，没有固定的官阶。另外，原汉代五校尉营仍然存在，但同曹魏一样，也是有名无实。
蜀汉的外军，其主将都由中央委派的将军任都督，镇守一方。地方上也实行双轨制建制，镇守一方的都督往往兼任地方的行政长官，不统外军的各郡守，也设有军队，但不属外军，而是地方官本人的部曲兵或州郡兵，属地方军性质。
蜀汉的军队，包含水、陆两种，以陆军为主，水军次之。陆军之中，又包括步兵、骑兵、弩兵和车兵。蜀汉军队的基层编制，与曹魏大致相同，基本建制为部，部下有曲、屯、队等，直接带兵的军官有校尉、司马、都尉，部以上的统军将领为将军。
蜀汉立国巴蜀，四周较封闭，交通运输极为不便，而且人口也较少（百万左右），军力大约在10万人左右。蜀国的步、骑，远不能同曹魏相比，蜀国的水军又赶不上孙吴的水师。为了扬长避短，蜀汉遂特建了一支万人左右的弩兵，多由云、贵、川的少数民族组成，战斗力极强。为了防御曹魏骑兵的冲击，蜀国还有一定数量的车兵。诸葛亮治蜀，可以说是呕心沥血，为了弥补本国人力的不足和解决交通运输的困难，他很重视军械及运输工具的改进。据《魏氏春秋》载，诸葛亮曾设计和改造了一种连弩，“谓之‘元戎’，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢俱发”。这种连弩，发射距离虽不远，但用臂力即可开弓，而且轻巧灵便，发射速度快，用它同发射距离较远的蹶张弩（以足踏方可开张的重型弩）配合使用，有很强的杀伤力。另据《古今事物考》载，诸葛亮还特制了一种长二丈有余的木柄或竹制长枪，用来装备步兵。在北伐曹魏期间，诸葛亮曾设计制造了木牛、流马，用来运输军粮，以车代步，既节约了人力，又提高了运输效率。
为了提高军队的协同作战能力，诸葛亮也很重视对战阵的研究，史载他推演兵法作了八阵图，八阵图大概为诸葛亮操演军士所用的各种训练方式（阵法）的统称。据说是以步、弩、车、骑四个兵种联合编组的战阵，主要是用来对付曹魏骑兵的集团冲击。
蜀汉的兵源，最初也靠招募和收降而来，且多为将领的部曲私兵，刘备占领益州后，始建立了正规的兵役制。由于蜀汉的人口较少，不可能象曹魏那样，实行居民的大分工。因此，除将领的部曲兵为世兵外，对全国的编户齐民，实行征兵制度，所有适龄的男子，都有服兵役的义务。另据记载，刘备进蜀后，还曾根据诸葛亮的建议，将不在编户的流民，集中起来编为军户，但数量不大。为了扩大兵源，蜀汉曾对南方各少数民族，实行招募和收降的办法，以补充军队的不足。
在军队的供应方面，除征集居民的租调外，还设司金中郎将负责监造兵器，设司盐校尉负责盐、铁的生产和专卖，以其收入作为军费开支。另外，诸葛亮还曾在汉中和渭滨建立了分兵屯田的制度，由部队轮番耕种，以弥补军粮的不足和缓解远途运粮的困难。
孙吴军制
孙吴地处江南一隅，实力有限，孙氏政权又主要是依靠南北大族的支持而建立起来的，所以，对外依江自保，对内优容士族就成为它的两项基本国策。赤壁之战后，孙权招抚了岭南的士燮。魏黄初三年（222），在与蜀汉进行的夷陵之战中打败刘备，夺取了荆州的大部。同年，孙权称吴王，建元黄武。此后，他就利用长江天险作屏障，坐保江东以观成败。孙吴的军事制度，都是以此作为基本出发点而建立起来的。
孙权在称帝前，曾以讨虏、骠骑、车骑将军的名号开府置僚佐，为当时的霸府之一。孙权为军队首脑，府中的僚佐，参照汉制，设军师、长史和诸曹掾，分掌众务。统兵将领有护军、领军、典军等，另置荡寇、虎威等杂号将军，实则不一定统兵。遇有战争，临时拜帅，任命一些军事将领为左、右都督或大都督，充当统帅或主将，战争结束则罢去。
吴黄武八年（229），孙权称帝。此后，皇帝为最高的军事统帅，其下，由丞相或官阶较高的大将军等加“领中外诸军事”或“督中外诸军”，以负责统领指挥全国的军队。
孙吴的中央直辖军，也称中军，以宿卫军为主，有羽林、武卫、虎骑等营，其成员大多由孙氏的故将所领部曲组成，统率宿卫军的将领，称为督或将军，多由孙氏家族的子弟担任。宿卫军中，还保留了汉代的五营兵，其将军为五营督或五校督。孙吴的统军将领中，以骠骑、车骑和卫将军的官阶较高，征、镇、安、平将军次之。其次，吴国领兵将领的官职多以督命名，督的名称很多，统领中军宿卫军以外各部者，有京下督、无难督、水军督、骑督、前督、左部督、右部督、升城督等。统领外军者，一般将所在地的地名，冠于督前，如西陵督、公安督、巴丘督、濡须督等。地方州郡，也实行双轨制建制，地方官兼有军职者，其所统领的中央军，称外军。另外还有地方军。孙吴实行世袭领兵制，地方官不论是否兼领军事，都保留有自己的部曲兵，可以世代承袭。
为了加强长江防线的警戒，孙吴袭用了汉代的烽燧制度，沿江设有守望、报警和通讯设施。其报警通讯情况，据《太平御览》称：“引烽火以炬，置孤山头，皆缘江相望，或百里、或五十里、三十里，寇至则举，一夕行万里。孙权时，令暮举火于西陵，鼓三竟，达吴郡、长沙。”可见孙吴沿长江军事防御系统，是较为完备的。
孙吴的军队，由水、陆军组成，以水军为主，陆军为辅。陆军之中，又含步、骑两个兵种。全国的兵力，约20万左右，舰船共有5000余艘。
从基本的国策出发，孙吴的作战方针以战略防御为主，凭借长江为天然屏障。为了对付国内外的敌对势力，孙吴经过长期经营，建立了一支强大的水军，布置在长江一线。为了武装水师，在侯官（今福建闽侯）设有规模宏大的造船厂，造船技术很高超，所造的运输船，大者长达20余丈，载重量可达万斛。所造的战船，有上下五层，可载士卒3000人。孙吴在濡须口（今安徽巢县东南）和西陵（今湖北宜昌）建立了水军基地，以重兵防守。水军训练有素，战斗力很强，曹魏、蜀汉的水军均非其敌手。在孙吴同魏、蜀两国所进行的几次大战中，都是依靠这支强大的水军取胜的。曹操死后，魏文帝和魏明帝都企图渡过长江向南扩展，但面对长江天堑和吴国的强大水师，或望而却步，或无功而返。
孙吴军队的来源，开始主要由大族的部曲家兵，以及招募和收降的敌兵组成，当时还谈不上兵役制度。孙权执政后，仿曹魏之制，实行了世兵制，兵民分离，各立户籍。凡列入军籍者，均世代为兵。但孙氏的世兵制与曹魏的士家也有所不同。曹魏的军户，大都集中于中央政府所在地，实行统一管理，士卒与家属分离，因而有轮休制度。孙吴的军户，一般要随军，由各统兵将领分管，家属往往集聚于驻军附近。
由于江东的人口稀少，孙吴又以战略防御为主，收降兵的机会不多，所以兵源严重不足。在吴国的辖境，今江、浙、皖、赣的山区中，散布着大量的古越族，当时称为山越。这是一个巨大的人口资源。孙吴政权在稳固了对江南的统治后，曾连年向山越用兵，虏掠来的人口，“强者为兵，羸者补户”，既扩大了兵源，又增加了劳动力。据载，孙吴的总兵力中，一半左右来自于山越，特别是步兵，主要是由山越人组成的。
孙吴政权是依靠南北士族的支持建立起来的。当孙坚父子创业时，许多世家大族的代表人物，都是带着私家的部曲来投靠的。到孙氏政权建立后，这些世家大族便成了开国的功臣。孙吴政权为了保障他们的特权，建立了世袭领兵制，即将这些世族官僚所统领的军队，用国家的名义赏赐给他们，可以世代相承。这些军队，名义上虽属国家，实际上已具有私人武装的性质，与部曲家兵无异。在实行世袭领兵制的同时，孙吴还实行了奉邑制及复客制，即赏赐给统兵的将领若干县邑和若干劳动人口，用其租赋的收入供给所领的军队。孙权称帝后，为加强中央集权，赏赐给部下的领兵越来越少，世袭领兵制逐渐衰落，奉邑制也随之消失。
孙吴也行屯田制，有军屯、民屯两种。军屯由驻外地的部队屯垦，民屯则主要由被驱赶出山的山越承担。屯田的收入，一部分以供军需。在孙吴境内，对人民的赋税征收，仍然是军队粮秣衣着供给的重要的来源之一。