战国后期至汉代，是军队陆战兵种构成发生历史性变革的时代，以车兵、步兵为主体的兵种构成逐渐被以骑兵、步兵为主体的兵种构成所取代，骑兵成为军队中的主要突击力量。从根本而言，这种变化的产生是由所面临的军事问题决定的。周边诸民族，特别是北方匈奴，成为中原王朝的心腹之患。政府为了对付匈奴，开始创建骑兵部队；而骑兵时代的来临，则始于武帝反击匈奴的战争。
匈奴军队，以骑兵为主。他们的骑兵战术灵活多变，快速机动，来如疾风，退若潮水。更为主要的是，匈奴强调以突击方式主动进攻，取胜则连续突击，力求全歼；遇败则迅速撤退，决不恋战。这种高度的机动性和爆发力，使得习惯在中原作战的汉朝军队防不胜防，很是被动。所以，为了巩固边疆稳定和多民族大一统局面，国防战略被提到前所未有的重要地位；汉、匈战争时期，国防战略更是始终处于中心位置。汉王朝为此采取了诸多应对措施。
募兵与马政
募兵与马政，是汉代整饬军备的重要措施，列入国防战略。西汉初，延续秦以来的以郡县征兵制为主体的兵役制度，即每个男子如果到了规定的年龄，都要傅籍，就是在政府登记作为一个壮丁。在征兵的范围内，服役期为两年。当时常备军极少，每有战事，皇帝下诏令各地郡国军队应征，集结于指定地点，经过编组后出征。作战规模一旦超出应征军队的承受力，只能采取临战时募兵的补充方式。汉、匈战争激烈进行之时，募兵制是郡县征兵制的主要补充方式。当时，失去土地、背井离乡的大批无业游民或失业贫民，是主要的募征兵源。因为国家对应募人员给予丰厚的物质赏赐，极大刺激兵源的不断增加和士兵战斗力的增强。
马政的推行，则是建立强大骑兵军队的根本。一方面，统治者高度重视战马的饲养和繁殖，设立专门的“马苑”，并对之进行严密防护；另一方面，政府鼓励民间养马，严禁良马出境，以防为敌人所用。至武帝即位之初，马政已大有成效，“众庶街巷有马，阡陌之间成群”。武帝甚至不惜出动大量兵力，征讨大宛，寻求品种优良的“汗血马”，以改良马种。这些正是汉朝骑兵部队得以组建，并取得对匈奴作战胜利的前提。
骑兵战术
汉、匈争战期间，双方以强大的骑兵兵团相互搏击，骑兵战术得以充分发挥。杰出的年轻将领卫青、霍去病所创立的骑兵军团战术，更是完全突破先秦兵法中旧有的适应农耕民族的作战方法的窠臼，以快速出击和迅速反应为特点，开创了骑兵战的新天地。原来的战车，更多的成为安营扎阵的屏障。卫青与匈奴激战，曾以武钢车围成圆阵防御匈奴的进攻，决战时则令精锐骑兵纵横冲杀，骑兵已成为军队决定胜负的核心力量。汉、匈战争，主要是在先秦兵书所说的骑兵“死亡之地”—长城以北的荒原大漠和高山林地进行。在此地作战，骑兵难以辨别方向，而粮草、马匹的供应也无以为继，威胁骑兵队伍的生死。卫、霍两位将领，信用熟悉地形的边民和降汉的匈奴人作向导；又有武帝不遗余力的充足粮草及马匹的随军供给，后勤有了保障，才使大量骑兵跨越沙漠作战成为可能。这无疑是中国军事史上的一个奇迹。
徙民实边
徙民实边，就是从内地迁移民户到塞下边疆地区开垦屯田，秦始皇时已经开始实行。在汉代，徙民实边成为巩固国防的一项重大国策。汉政府选择边地要害之处，建立城邑屋舍，修筑完善的城防工事，并以优厚的待遇鼓励内地居民迁居。迁徙之民按照军事编制管理，由当地驻军官员进行军事训练，他们居则为民，战则为兵。西汉时期，西北地区是移民实边的重点，这与汉政府以匈奴为主要对手的国防战略密切相关。随着对匈奴战争的节节胜利，移民活动大规模展开。收复河套地区后，武帝募民十多万，徙居新设的朔方郡；漠北战役后，又将关东贫民72万余人迁徙至陇西、上郡等地。两汉移民实边的总数约有120万以上，他们把中原地区的农业生产技术和生活方式带到边塞，加速了边地的开发和民族的融合。
修缮长城
长城的修建，始于春秋、战国时期。秦汉时代，大规模修筑长城前后有两次：一次是秦始皇时期，一次是汉武帝时期。汉代长城的修筑，与对匈奴作战同步进行，并依战线的推移而逐步扩展，一方面是在秦长城的基础上，加以整修、加固，另一方面是河西地区修筑新长城。与之同时，进一步完善长城防御体系，增设边城（边防军屯戍之地，也是边郡长官的治所所在地，位于长城之内）、鄣塞（形同后代的边防哨所，介于长城和边城之间）、烽火台等设施，使得长安以西至西域地区的交通畅通无阻，也使得中西使节商旅往来的人身安全得以保障。严格的边境关卡出入制度及以邮、置为主体的信息传递制度，不仅能强化汉王朝的边防沿线管理，也大大沟通了中央与边地的联系，使得汉政府的政令措施能够及时、有效地下达、施行于各地。长城的修缮和辅助设施的完备，由此构成汉王朝坚实的边防系统。从另一角度看来，长城的修建，体现了汉王朝虽能倾全国之力击败匈奴，却无法支持对北边地区的长期征伐。它的修建，更多的是一种战略防御措施，汉军进可以将之作为前进基地，守则可以作为防御前沿，有效遏制快速机动的匈奴骑兵。
西汉政府采取诸多有效措施，构筑了立体的北边防御系统。它以对匈奴作战为契机，以募兵和马政为前提，组建大规模的骑兵兵团，并在征战中创造发展骑兵战术，从而推动骑兵时代的真正来临；为了巩固战略成果，强化多民族大一统的局面，又以徙民实边、开垦屯田为政策的核心，解决边疆地区驻军的粮食给养问题，从根本上保障边境安全；长城防御体系的建立，则进一步强化汉军对匈奴作战的主动权，从而维护国家的长治久安。
