Số quân mà người Mông Cổ tập trung là chủ đề trong một số tranh luận học thuật,[97] song ít nhất là 105.000 vào năm 1206.[98] Sự tổ chức quân đội của người Mông Cổ đơn giản mà hiệu quả, dựa trên hệ thống thập phân. Khi đó, quân đội được xây dựng từ các tổ gồm 10 người gọi là arbat; 10 arbat lập thành một đại đội 100 người gọi là zuut; 10 zuut tạo thành một trung đoàn gồm 1000 người gọi là myanghan, và 10 myanghan lập thành một sư đoàn gồm 1 vạn người gọi là tumen. Trong một trận đánh, quân Mông Cổ sử dụng sự hợp đồng tác chiến chặt chẽ giữa các cánh quân. Tuy họ nổi tiếng với kị binh bắn cung, các lực lượng dùng giáo của họ cũng thiện chiến không kém và cũng góp phần quan trọng cho thành công, họ cũng tuyển thêm các tài năng quân sự từ các thành phố mà họ chinh phục được. Với quân đoàn công trình sư và pháo thủ người Hán giàu kinh nghiệm, là các chuyên gia trong việc dựng các máy bắn đá, máy lăng đá và các loại máy khác, người Mông Cổ có thể bố trí bao vây các vị trí kiên cố, đôi khi dựng máy móc tại chỗ bằng nguồn lực bản địa sẵn có.[99]

Kỷ luật quân đội là điều tạo nên sự khác biệt giữa quân Mông Cổ và các đội quân khác. Quân Mông Cổ được huấn luyện, tổ chức, và trang bị cho mục tiêu tốc độ và tính cơ động. Để làm tối đa tính cơ động, binh sĩ Mông Cổ được trang bị giáp tương đối nhẹ so với nhiều đội quân mà họ đối đầu. Ngoài ra, việc binh sĩ Mông Cổ hoạt động độc lập với các tuyến hậu cần đã làm tăng đáng kể tốc độ di chuyển của quân đội. Kỷ luật được huấn luyện theo truyền thống săn bắn cổ (nerge) với các nhóm nhỏ, trong đó các chiến binh trải rộng theo tuyến, bao vây toàn bộ khu vực. Mục tiêu là để không cho phép một cá thể động vật nào trốn thoát và để giết hết chúng.[100]

Một ưu điểm khác của quân Mông Cổ là khả năng di chuyển xa thậm chí trong thời tiết mùa đông khắc nghiệt; đặc biệt, các dòng sông băng đã đóng vai trò như các con đường cao tốc tới các vùng đô thị lớn bên bờ sông. Bên cạnh kỹ năng vây thành, quân Mông Cổ còn thích ứng được với các công trình thủy, vượt sông Sajó trong điều kiện lũ mùa xuân với 3 vạn kỵ binh trong đúng một đêm trong trận Mohi (tháng 4, 1241), đánh bại quốc vương Hungary Béla IV. Tương tự, trong cuộc tấn công các quốc vương Muhammad II của Khwarezm, quân Mông Cổ đã dùng một đội tàu nhỏ gồm các sà lan để chặn việc rút chạy theo đường sông.

Quân Mông Cổ nổi tiếng với sức mạnh quân sự trên bộ, họ hiếm khi sử dụng sức mạnh hải quân và chỉ có một vài ngoại lệ. Trong thập niên 1260 và 1270, họ đã sử dụng sức mạnh trên biển khi chinh phục Nam Tống, song họ đã không thể tiếp nối thành công bằng các chiến dịch vượt biển tấn công Nhật Bản. Ở khu vực Đông Địa Trung Hải, các chiến dịch của họ gần như chỉ được tiến hành trên bộ, và các vùng biển do Thập tự quân và quân Mamluk kiểm soát.[101]

Tất cả các chiến dịch quân sự đều được chuẩn bị cẩn trọng trong việc lập kế hoạch, trinh sát, thu thập các thông tin nhạy cảm liên quan đến các vùng lãnh thổ và lực lượng của đối phương. Thành công, tổ chức và tính cơ động của quân Mông Cổ cho phép họ đánh cùng lúc nhiều mặt trận. Tất cả nam giới tuổi từ 15 đến 60 và có khả năng tham gia sự huấn luyện khắc nghiệt đều thuộc diện cưỡng bách tòng quân, một vinh dự trong truyền thống chiến binh bộ lạc.[102]