军队建制
维持一个大国的统一，还需要强大的军队。秦军以灭六国的余威，驻守全国，南北边塞，是屯兵的重点地区。秦制以铜虎符发兵，虎符剖半，右半由皇帝掌握，左半在领兵者之手，左右合符，才能调动军队。这是保证兵权在皇帝手中的重要制度。秦军是一支前所未有的巨大的震慑力量。发掘的秦始皇陵侧的兵马俑坑，估计其中两坑有武士俑七千件，战车百乘，战骑百匹。武士俑同真人一样高大，所持武器都是实物而非明器。这种车、步、骑兵混合编组的大型军阵，其规模之大，军容之盛，是秦军强大的表征。
秦朝的军队分三个部分，即京师兵、郡县兵、边防兵。京师兵，由于任务不同，分三个系统：郎中令管辖的侍卫官，包括贝（钱财）选、荫任、军功特拜而产生的传中、中郎等，有俸禄，主要负责殿内值勤、从皇帝：卫尉管辖的皇宫警卫兵，由郡尉县尉管辖。平时训练，并兼管地方安全，战时奉调出征、因所处地理环境的不同，又分为材官（步兵）、骑士（骑兵）、楼船士（水军）三类。大体北方、西北方多骑士，山丘陵地带多材官，江淮及沿海多楼船士。有的郡既有材官，又有骑士。
边防兵，指边郡骑士、材官、边郡屯兵和边塞皮卒。边郡骑士或材官，是本地服兵役的正卒。屯兵是集中驻扎的机动作战部队，由朝廷派遣的将军统率，如蒙恬曾长期领兵屯于上郡。戊卒包括轮番服役的各郡正卒和嫡发的官吏、商人及农民。除分散担任警戒、候望任务外，还构筑维修军事工程。兵种区分，秦军分为步兵（含弩兵）车兵骑兵和水兵种。步兵称材官，有轻装与重装之分，前者无甲，持弓、弩远射兵器；后者上体着甲，持戈、矛、戟之类长兵器。着甲持弓、弩者称驾兵，是步兵的主力。车兵仍然装备单辕双轮四马木质车，每车3人，皆着盔甲，御者居中，甲士2人分立两侧，持戈矛类长兵器。骑兵称骑士，着短甲，执弓箭，所乘之马有鞍，无鞍蹬。水军称楼船士，具有一定规模。秦始皇陵兵马低坑的布阵表明，步兵数量较多，是主要兵种，车兵仍是重要作战力量，骑兵尚处于从属地位，弯兵且智较大辞容。作战中，车、骑、步、驾大休混编列阵，配合而行。
秦军兵器
在那些英武的兵马俑身上，可以看到2000多年前秦国军队的磅礴气势。在冷兵器时代，战争的两大要素一是军队，二是兵器。在秦统一六国中，武器的胜出是攻城掠地必不可少的因素之一。
秦兵马俑坑出土的武器绝大多数是青铜兵器，约达4万余件。铁兵器数量极少，总共只有铁矛1件，铁镞1件，铁铤铜镞2件，出土的铁质兵器仅占俑坑出土兵器总数的万分之一。这说明战国中晚期后，虽然铁器已在农业生产中广泛使用，但由于武器对铁质的要求过高，依照当时的冶铁水平，还处在块炼铁和生铸铁的阶段，这两种铁的硬度和强度均不够，不宜大规模制作兵器。而青铜在当时使用已经非常广泛，故秦人大量使用改良合金配比的青铜兵器，把中国青铜冶炼工艺推向了一个新的里程碑。
秦军的兵器无论品质或是生产力都比前代有长足的提升，几乎囊括了当时盛行兵器的所有种类，既有以往常见的戈、矛、戟、剑、弩、殳、钺和铜镞等，也有首次发现的长铍和金（吴）钩。有些兵器上还有完整的铭文。按其功能可分三类：第一类是短兵器，有剑、金钩；第二类是长柄兵器，有矛、戈、戟、钺、殳、铍等；第三类是远射程兵器，有弩、弓等。这些兵器都是铸造成型。它们的主要成分是铜、锡、铅，另外还有微量的镍、镁、铝、锌、铁、硅、锰、钛等元素。
古人在长期的青铜冶炼实践中，直观地认识了合金成分、性能和用途之间的关系，总结出了“六齐”规律。所谓“六齐”，是对于六类不同的青铜器物采用六种不同的铜、锡配比。对此，战国末期齐国人所著的《考工记》中关于“六齐”的记述，是世界上最早的合金配比规律的科学总结。人类第一次通过自觉地控制铜、锡成分配比，获得了性能各异并且适合于不同用途的合金材料。从出土的兵马俑各种青铜兵器的合金比分析，与《考工记》中的“六齐”配比基本相符。说明秦国在当时已非常懂得吸收与利用他人的长处为己所用，并把这种配比规范化，如俑坑中出土的青铜剑，含锡量均在18%－21%之间，很接近中碳钢调质处理后的硬度。
秦国军队当时号称步兵百万，战车千乘，骑万匹，所需兵器数量极为庞大，因而武器制造的保障机制就显得尤为重要。秦人的做法，就是让武器生产制度化，模具标准化和工艺流程规范化，并用法律加以约束。《秦律十八种·上律》明确记载：“为器同物者，其大小、短长、广亦必等。”在秦俑坑中出土的所有同类器物都是如此。如兵器中的铜弩，各个弩机上的同一部件都可以互换。又如青铜镞的头部是三棱形的，三个面和三个棱被加工成抛物线，基本相等。对镞的三个面放大20倍，发现同一个镞的三个面误差小于0.15毫米，不同镞的误差，小于0.2毫米，这样的精度标准是很高的。与法律相配套的是推行“物勒工名，以考其诚”的奖罚办法，要求兵器上都要刻上制作年代、机构、督造者以及具体制作者的名字，这样工匠的聪明才智得到充分的施展和肯定。
俑坑中出土的兵器均未生锈，是因为当时已具备有效的防锈技术。用电子探针和激光技术分析，青铜兵器表面有一层铬盐氧化层，这种现象在兵器中普遍存在，说明这不是偶然因素造成，而是有意进行工艺处理后形成的，从而起到良好的防锈作用，使兵器光亮如新，锋利无比。正是因为在严格的制度管理下，秦王朝把当时最为纯熟的青铜制造技术运用到兵器生产上，才使统一六国战争有了足够的武器保障，并创造出兵器史上一个又一个奇迹。
秦始皇兵马俑一、二号坑所出土的青铜兵器，最让人着迷的——首先要数锋利坚韧的秦青铜长剑。柳叶状剑身的秦剑，又细又长又尖，长度均在81～94.8厘米，远远超出战国时期其他诸侯国的宝剑（长度一般在50～65厘米）。
秦剑
回顾中原铜剑的发展历程，剑身一断地加长。当其初起之时，剑长只有二三十厘米；至春秋战国之际，长度普遍达到50～60厘米左右；战国晚期，一些剑超出了70厘米，最长达75、76厘米，秦代，关中秦剑的长度更上新台阶，超过了80厘米，最长者将近95厘米。
秦剑的造型是一个宽、窄、宽、窄、束腰的造型，前面是剑尖儿，呈阶段性的，由厚、薄、加厚、薄到剑尖，阶段性递减，这种设计使秦剑受力部分得到加强，而又保持一定的弹性，同时剑身又不过于沉重。
青铜剑在技击格斗中，首要功能是刺杀敌人、穿透对方的铠甲，劈砍、划拉只是辅助功能而居于其次。比对手的剑长出近30厘米的秦剑，在格斗中显然更容易刺到对方，这很可能是秦剑加长的主要原因。但是，这毕竟是青铜剑，秦人用什么方法让长剑不易折断呢？
在青铜时代，铸剑的关键是在冶炼时，向铜里加入多少锡。锡少了，剑太软；锡多了，剑硬，但容易折断。对秦剑做的化学定量分析显示：它的铜锡配比让青铜剑的硬度和韧性结合得恰到好处。作为是青铜剑铸造工艺的最后巅峰，秦剑的长度、硬度和韧性达到了几乎完美的结合，攻击性能也因此大大增加。
秦式铜剑不仅长，而且很锋利。一些剑出土时毫无锈蚀，光洁如新，锋刃锐利。经试验，一次尚能划透18层纸。这些剑表面都呈灰黄色，组织细密，没有沙眼。而且剑身表面都进行了精细的锉磨、抛光，故极为平整光亮。
秦剑剑身特长，剑茎（柄）也相对很长。秦俑一、二号坑出土的青铜剑，其剑茎长度多在17～20厘米左右。根据秦剑的长度、重量和技击实用功能推测，秦剑多数为双手使用（双手剑在某些时候单手使用亦可）；少数剑茎较短者可能是单手剑。