军机处的内部机构在史书上没有确切的记载，只是知道军机大臣办公处称军机堂，满、汉军机章京办公处称满屋、汉屋，对外行文时叫做满军机处、汉军机处。在宫内，军机堂对面的左、右两边，是满屋和汉屋，而军机堂在隆宗门内靠北、乾清门外西侧。此外，军机处还有两个附属机构：一个是方略馆，开始设立于康熙二十六年（1687年），是为编写《平定三逆方略》而专门设立的，书写完后就被撤掉了。乾隆十四年（1749年），在编写了《平定金川方略》后，就成了固定设置的机构。方略馆由军机大臣一人任总裁，内部下设文移处、纂修处、校对处，誊录处、纸库、书库、档案库等机构，由满、汉纂修官、提调官、收掌官、校对官等分工负责。另一个附属机构是内翻书房，最早设置于雍正、乾隆年间，由军机大臣一人兼内翻书房的管理大臣，下设提调、协办提调、收掌、掌档、翻译等官共数十名，专门负责管理皇帝的上谕、圣旨、日常生活的记录、诗词文章、书论、经论，以及对册文、敕文、祝文、碑文、经史、讲章等进行满文、汉文的翻译工作。
雍正死后，乾隆继位。守丧期间，曾经把军机处改为总理处，到乾隆二年（1737年）又设立了军机处。乾隆初年军机大臣傅恒开创了一个人不单独接受皇帝的旨意，一个人不单独写谕旨，改原来军机大臣“单独觐见”皇帝为“一起朝见”的作风，更加强了封建君主的绝对权力。
清代军机处，是清王朝最高统治者在无意之中发现的军机房这一临时机构的基础上，有意识地进行加强而发展起来的，最终使它成了清代所特有的政治机构。它直接接受皇帝的旨意，经手办理一切重大政务，从而把军机处变为中央的主要政府机关之一，实际上是皇帝内廷的办公厅或机要室。随着军机处的确立，整个国家的施政渠道做了彻底的改变。官员向皇帝上报事情，按照原来的制度分为题本、奏本两个途径，“公事”使用“题本”，“个人私事”使用奏本，都由内阁接受办理。军机处设立后，皇帝亲自书谕或面授谕旨，军机处密寄各处，扩大奏折的使用范围，使题本成为例行公事的赘文。到了光绪二十七年（1901年）把题本也改为奏本，彻底取消了题本这种方式。
由于军机处的办公地点就在皇宫大内，就在皇帝寝宫的旁边，它的一切活动都在皇帝的直接指示和严密的监视之下进行，因而更方便了皇帝权力的行使。因此军机处这个机构一旦建立起来，就受到雍正及其后的历代皇帝的重视，一直沿用没有废除，并逐步地完善了它的保密措施，成了即使是王公大臣要不是奉了皇帝的专门旨意，也不得随便出入的场所。皇帝召见军机大臣，太监不能站在旁边；王公大臣如果有人接到皇帝的特别旨意要到军机处听宣读上谕或圣旨，读皇帝朱笔批阅的文件或各地的奏折，只能在军机处帘堂内侧身而立，其他的官员一律不准私自进入；军机处挂的帘子外，窗户外，台阶下也不许不相关的人偷看，军机处章京的值房也是这样。承担撰写上谕圣旨的任务，必须在军机处写，而且必须当天写完，而其他的事务都不允许在军机处办理。都察院派出满汉御史各一名，每天在军机处值房处巡察。军机处的印信也特别注意严加防范。钥匙均为领班之军机大臣佩带，如果有事需要使用军机处的大印，值日的章京就向奏事处提出请示，并用金牌作为证明。金牌宽五分，厚一分，长约二寸，上面刻着“军机处”字样。在这种严密监视之下，军机大臣只能兢兢业业、小心翼翼地完全听命于皇帝。这种君主极权专制的局面使封建皇帝非常满意，嘉庆年间，御史何元烺以“军务经久告蒇”为由，请求更改军机处的名称，遭到嘉庆皇帝的严厉训斥。即使在清末大改官制的高潮中，军机处也在不被考虑的行列，这成了清朝的制度。
军机处的建立，具有重大的历史意义。
首先，军机处的建立，促进了康乾盛世的巩固和发展。
康熙皇帝到了晚年，施政的缺点是过于仁慈宽厚，面对着皇子们争当太子的争斗，官员腐败之风盛行，财政出现危机，西北战事不断，朝中官员朋党林立这些难题，康熙皇帝早已是力不从心了，他认为“增加一处利处的同时就会产生一处弊端”，“多一事不如少一事”。
雍正帝登基之前已在藩邸40余年，“对于这些事情的好坏，事情处理的得与失，没有不了解的”，并对怎样解决这些弊端已经有了“深刻的了解和认识”。针对康熙帝晚年“治理天下一定要以宽厚仁慈为目标”的片面思想，雍正帝提出治天下“一定要看它所处的时期，仔细审视这件事的具体情况，应该宽就宽，应该严就严”，只有“宽厚和严厉相互补充”，才能治好天下。
由于雍正帝改革的思想明确，态度坚定，措施得当，10年左右的时间就产生了显著的效果，不仅使康熙时期的积极成果得到巩固和发展，而且为乾隆时期的鼎盛奠定了良好的基础。所以说，雍正的改革，对于康乾盛世起到了承上启下的巨大作用。而雍正的改革之所以能够贯彻到全国各个方面，初期的改革成果之所以能在后期得到巩固和发展，很重要的一个原因，就是军机处的建立使皇权得到高度的集中和有效的使用。
其次，军机处的建立，标志着中国封建君主极权专制已发展到了顶峰。
自秦始皇建立专制主义中央集权制度以来，皇帝的权力与宰相的权力之间的矛盾就产生了。皇帝的权力是至高无上的，但他自己不能亲自去处理那么繁多的政务，他必须依靠辅佐他处理政事的机构来实现他的统治。辅政机构的代表人物就是宰相，所以把辅政制度也叫做宰相制度，把皇帝与宰相的关系叫做君权与相权的关系。就辅政体制来说，在秦汉魏晋南北朝时，实行的是开府施政的宰相辅政制度；隋唐五代宋时期，实行的是参议辅政机构制；明朝实行内阁辅政制；清朝实行内阁、军机处辅政制。
明清两代，君权与相权的矛盾更加尖锐。明太祖朱元璋对秦汉以来的宰相制度持否定态度。他说：“宰相权力过重，曾出现了赵高指鹿为马的现象。自秦朝以来，每一个君临天下的人，都不能借鉴秦朝设置宰相所带来的祸患，按照秦朝的惯例设置了宰相。”于是下令永远废除丞相制度，撤掉中书省，由4个辅官辅佐朝政。在四辅官辅政的形式破产后，朱元璋又采取了内阁大学士辅佐朝政的形式。大学士来自翰林院的学士、编修等五六品官员，官职不高地位轻微，只能做些文书工作。但自明成祖朱棣开始，内阁大学士的职权逐渐变大了。尤其是明英宗朱祁镇以后，实际上，内阁已取代了明初的中书省，大学士“已经和汉朝、唐朝的宰相的权位差不多了，只不过不叫丞相的名称罢了”。夏言、严嵩、徐阶、高拱、张居正等人，就是明朝权相。为了分散内阁职权，皇帝又重用宦官王振、汪直、刘瑾、魏忠贤等人，实行内阁大学士与司礼监宦官平行双轨辅政制。在整个明朝，尽管辅政体制变化不已，影响了政局的稳定，但仍没有找到更为理想的方案。
清朝仍实行双轨辅政制。顺治时，改内三院为内阁，“机要政务的处理都交给内阁办理，军事事务交给议政王大臣商议奏处”。康熙时，臣下奏章的处理由内阁主持，军事、国家的机要事务由议政处负责处理，如果是特别颁发的诏旨，由南书房的翰林起草。雍正创立军机处后，“本章由内阁处理，机要事务和用兵事务都由军机大臣接受旨意办理”。
雍正帝之所以不把军事交给议政处处理，是因为那些议政王大臣既没有什么高明的见解，又经常泄露机密，成事不足，败事有余。雍正帝之所以将机务从内阁中划分出来，是因为“内阁的地点在太和门以外，来来往往的人很多，考虑到会泄漏重要政务的机密”，并且内阁权重而效率低，“如果任用人时偶尔考虑不周，一定会出现专权的大臣”，于皇权不利。“军机处是内阁的一个分支机构，……所处理的机要政务和用兵方面的事务都是由军机大臣当面接受皇帝的指示，皇帝没有一天不与军机大臣们会面，而太监是不能参与的，即使是这些得到皇帝面授机宜的各位大臣也只是传达、转述、缮写皇帝的旨意，不能在这中间夹杂任何自己的意见”。故能使清朝的“各位皇帝互相继接，大权独揽……任用官员处理政事，命令一下就能得到执行，权力从来没有落入别人手中”。
雍正皇帝开始设立了军机处这个机构，并使它渐渐取代了内阁的作用，这是行政制度上的重大改革。军机处架空了议政处，也夺走了内阁的权力，但军机大臣的权力也有限，只是按照皇帝表达的意思去办事，既没有议政处的商讨决定权，也没有内阁的代皇帝起草圣旨的权力，因为这些权力都被皇帝拿走了。这次行政机构的变革是增强了皇权，削弱了原来赋予满洲贵族和满汉大臣的“相权”。军机处设立的与奏折制度的确立相辅相成，雍正皇帝亲自批阅、答复臣下的奏折，向军机大臣当面下达指示，天下的一切事务都由他一个人处理。雍正的专制集权与明朝的朱元璋相同，但是又有不同。朱元璋日理万机，忙不过来，找几个学士给他做顾问，然而不是固定的班子在皇帝指导下处理政事，因此皇权得到加强，行政效率却没有提高。而雍正建立军机处，加强皇权的同时，还提高了行政效率，使得皇权能够真正充分地实现，所以他的权力实际上比朱元璋还要集中，他以前的其他帝王对他的这种集权就更是望尘莫及了。